Выход Хрущев увидел в немедленной распашке целинных и залежных земель Казахстана, Алтая, Оренбуржья, Поволжья, Урала, ряда областей Сибири и Дальнего Востока. Об этом ни слова не было сказано ни в докладе Хрущева на сентябрьском пленуме, ни в постановлении этого пленума. Поэтому предлагаемые меры должны были стать чрезвычайными, и их исполнение должно было отложить не только выполнение заданий пятилетнего плана, но и мероприятий, намеченных сентябрьским пленумом. По словам Хрущева, "в Президиуме ЦК партии разгорелись споры, появились сомнения, особенно у таких консервативных людей, как Молотов… Он совершенно не понимал сельскохозяйственного производства. На первых порах он не возражал против освоения целины, но уже пускал "пузыри": без конца выдвигал те или другие вопросы, которые ему казались неприятными и требовали разъяснений. И все они сводились к одному: берется слишком большой размах, дело еще не созрело, а может быть и вообще ошибочно, затраты себя не оправдают". По словам же Кагановича, Молотов не выступал против освоения целинных земель, а лишь предлагал вместо распахивания сразу 20 – 30 миллионов га, сначала сосредоточиться на 10 – 20 миллионов га.
Несмотря на возражения со стороны Молотова, сомневавшегося в необходимости таких чрезвычайных мероприятий и в переброске людей и техники из мест традиционного земледелия на новые, главным образом пастбищные земли, инициатива Хрущева получила поддержку членов Президиума ЦК. Очевидно, здесь сыграли значение, репутация Хрущева как "спеца по сельскому хозяйства", его способность ошарашивать шокирующими доводами ("в стране может исчезнуть хлеб", "спасение – лишь в освоении целины") и неподготовленность других членов Президиума к серьезному обсуждению этого вопроса. Некоторые из них осознали суть и цену хрущевского проекта слишком поздно. По словам Л.И.Брежнева, узнав о том, что для освоения целины перебрасывается вся сельскохозяйственная техника, Председатель Президиума Верховного Совета СССР К.Е.Ворошилов, который только что вернулся из поездки по Смоленской области, с грустью заметил: "А в смоленских деревнях еще кое-где люди на себе пашут".
Наибольшее количество целинных земель предстояло освоить в Казахстане. Однако руководство республики во главе с первым секретарем ЦК Компартии Казахстана Ж.Шаяхметовым возражало против широкой распашки пастбищ. Тогда Хрущев предложил сместить руководство республики. Под предлогом падежа полутора миллиона голов скота в Казахстане в 1953 была развернута широкая критика Шаяхметова и других руководителей республики были подвергнуты разносной критике. На их место было решено назначить П.К.Пономаренко и Л.И.Брежнева. Не исключено, что, перебросив Пономаренко в Алма-Ату, Хрущев и другие члены Президиума
ЦК, хотели избавиться от человека, который едва не стал Председателем Совета Министров СССР, поручив ему выполнение задачи невероятной сложности. Назначая же Брежнева вторым секретарем, Хрущев получал возможность контролировать ход выполнения своей программы через человека, которого он впервые выдвинул на руководящую работу еще в 1938 году. В случае, если бы программа провалилась, ее неудачу можно было бы списать на Пономаренко, а Брежнев мог бы заместить его на посту руководителя Казахстана.
Хотя в своих воспоминаниях Брежнев не упомянул имени человека, который говорил ему напутственные слова, понятно, что это был Хрущев. По словам Брежнева, указания были жесткими: "Массовый подъем целины… начать надо ближайшей весной, сроки самые сжатые, работа будет трудная". Как вспоминал Брежнев, "30 января 1954 года состоялось заседание Президиума ЦК, обсудившее положение в Казахстане и задачи, связанные с подъемом целины. Через пару дней я вылетел в Алма-Ату". Собравшийся там пленум ЦК Компартии Казахстана избрал Пономаренко первым секретарем ЦК, а Брежнева – вторым.
Тем временем Хрущев решил организовать призыв первых целинников с помощью ВЛКСМ. Хрущев вспоминал: "Были мобилизованы руководители, инженеры и агрономы совхозов и колхозов для организации совхозов и колхозов. Начали агитировать опытных трактористов, составляли списки лиц, изъявивших желание поехать на целину". Хрущев направил на целину своего помощника Шевченко, специализировавшегося на вопросах сельского хозяйства, чтобы тот выяснил обстановку. О том, что сам Хрущев ощущал неуверенность в своем проекте, свидетельствует то обстоятельство, что он не смог сразу же принять Шевченко, вернувшегося с целинных земель, так как тяжело заболел.