با کودتای سوم اسفند ۱۲۹۹ به رهبری سیدضیاءالدین طباطبایی و رضاخان سردارسپه، اوضاع به کلی دگرگون شد. پس از یک ماه قوام‌السلطنه نیز مانند بسیاری از حاکمان قدرتمند محلی دستگیر شد. ظاهراً دستور توقیف قوام‌السلطنه به محمدتقی‌خان پسیان، تلگرام رمز وزارت امورخارجه به معتصم‌السلطنه فرخ، کارگزار وزارت خارجه در خراسان بود.

سیدضیاء نیز در فروردین ۱۳۰۰ طی حکمی کلنل را به حکومت خراسان منصوب کرد.کلنل در عرض دوماه دست به اصلاحاتی زد: در حوزه نظامی نفرات کادر ژاندارمری را افزایش داد و چند کمیسیون نظامی برای بهبود کیفیت سازمانی ژاندارمری ایجاد کرد و فرمانداری شهرهای مهم مانند قوچان، نیشابور و تربت‌حیدریه در دست صاحب‌منصبان ژاندارمری قرار گرفت. در حوزه اقتصادی، سیاسی، مالیات عقب‌مانده زمین‌داران را گرفت و برکارهای نیابت تولیت آستان‌ قدس که دچار سوءمدیریت شده بود، نظارت کرد و برخی از اشرار همچون خداوردی‌خان و برادرش الله‌وردی را به مجازات رساند.

دو ماه پس از دستگیری قوام‌السلطنه، در ۴ خرداد ۱۳۰۰، حکومت سیدضیاءالدین سقوط کرد و فرمان عزل وی در ۴ خرداد ۱۳۰۰ش به ایالات مخابره شد. و قوام‌السلطنه که در تهران در حالت بازداشت بود، ده روز بعد پس از آزادی از زندان حکم صدارت خود را از احمدشاه دریافت کرد و رئیس‌الوزراء شد. از اسناد و مدارک موجود چنین برمی‌آید که قوام‌السلطنه پس از دریافت حکم رئیس‌الوزرایی، نامه‌ای به محمدتقی‌خان نوشت و از او خواست که اگر مایل به ادامه خدمت در فرماندهی ژاندارمری خراسان نیست، شغل دیگری در هرجای ایران پیشنهاد کند تا به او تفویض گردد.

با این همه، احمدشاه طی تلگرامی ادامه خدمت او درا در فرماندهی ژاندارمری خراسان تأیید کرد، ولی متذکر شد که در امور دیگر مداخله نکند. حاج حسین آقاملک، از بزرگان و ثروتمندان خراسان و میرزا جوادخان سینکی، از رجال وزارت خارجه که پسردایی قوام‌السلطنه بود، برای اصلاح میان طرفین دست به اقداماتی زدند و قوام نیز روی خوش نشان داد.

در اول مرداد ۱۳۰۰ش نجدالسلطنه که از سوی قوام‌السلطنه به حکومت خراسان گماشته شده بود و جمعی از ذی نفوذان شهر که مخل امنیت شمرده می‌شدند، توسط کلنل دستگیر شدند. کلنل ضمن تقاضای حاکمی لایق از حکومت مرکزی، درخواست نمود به وی اجازه خروج از ایران به منظور ادامه تحصیلات دهند؛ اما پذیرفته نشد.

با این همه، محمدتقی‌خان تصمیم گرفته بود از اطاعت دولت مرکزی سرپیچی کند؛ و چون دولت نجدالسلطنه را به کفالت ایالت تعیین کرد، این انتصاب با مخالفت آشکار هواداران ابقای کلنل محمدتقی‌خان در مقام فرمانروایی خراسان مواجه شد. آنان با انفجار دو بمب، یکی در محل اقامت نجدالسلطنه و دیگری در باغ تولیت (که منجر به مرگ یک کودک گردید) نجدالسلطنه را مجبور به استعفا کردند.