Koncepcja frontów ludowych obowiązywała do okresu wielkiej czystki, w czasie której na polecenie Stalina zamordowano przywódców zagranicznych partii komunistycznych.

Nadzorował likwidację Komunistycznej Partii Polski oraz powstanie i działalność Polskiej Partii Robotniczej.

Po likwidacji Komiternu Dimitrowowi powierzono stanowisko przewodniczącego wydziału stosunków zewnętrznych KPZR. Nadal utrzymywał kontakty z komunistami europejskimi i przedstawicielami lewicowych ruchów antyfaszystowskich. Brał udział w organizacji antyniemieckiej partyzantki bułgarskiej i przejęcia władzy przez komunistów w Bułgarii w 1944. W 1943 zapadł na zdrowiu i w 1945 był leczony w szpitalu w Moskwie.

Premier Bułgarii W 1946 wrócił do Bułgarii, gdzie pełnił funkcje sekretarza generalnego KC Bułgarskiej Partii Robotniczej i premiera (od 21 listopada 1946).

Działalność Dimitrowa jako premiera była z biegiem czasu coraz silniej krytykowana przez Stalina. Radziecki dyktator zarzucał mu brak inicjatywy, przecenianie pokojowej taktyki przejmowania władzy przez komunistów i niezrozumienie „nieuniknionego procesu zaostrzania się walki klasowej”.