Провел т.н. «косыгинскую реформу» — реформу промышленности 1965 — 1970 гг., направленную на усиление экономического стимулирования и расширение самостоятельности предприятий. В сентябре 1965 г. состоялся Пленум ЦК КПСС, который принял постановление «Об улучшении управления промышленностью, совершенствовании планирования и усилении экономического стимулирования». По инициативе председателя Совета Министров СССР А.Н. Косыгина предлагалось реформировать промышленные предприятия с целью повысить их эффективность. Реформа, получившая название «косыгинской», предусматривала ввести наряду с валовыми показателями стоимость реализованной продукции, общий фонд заработной платы, общую сумму централизованных капитальных вложений. Чтобы стимулировать деятельность предприятий, часть дохода должна была оставаться на предприятии. В то же время одновременно усиливалась вертикаль власти, восстанавливались центральные промышленные министерства вместо совнархозов.

Тем не менее, по мнению академика Л.И. Абалкина, в целом по стране по всем важнейшим социально-экономическим показателям период 1966 — 1970-х годов был лучшим за все годы советской власти. Но, как показало дальнейшее развитие событий, реформа была набором разрозненных и противоречивых шагов, проводилась непоследовательно, тормозилась местными властями, расширение самостоятельности сочеталось с усилением административных и экономических полномочий министерств. Руководители партии почувствовали угрозу своей безраздельной власти. К середине 1970-х годов реформирование было свернуто, начался период застоя, цели реформы не были достигнуты.