На 7 август 1990 г. Андрей Луканов връчва в парламента оставката на ръководеното от него правителство. Това става, след като на 10 юни в България са проведени първите демократични избори за Велико Народно събрание. БСП печели вота с 51%, докато опозиционният Съюз на демократичните сили е подкрепен от 36.2% от гласувалите, ДПС взима 5,75 %, БЗНС - 4%, Отечествен съюз - 0,5%. Следват протести на опозицията и обвинения, че изборите са манипулирани и фалшифицирани от БСП. 

Първото правителство на Андрей Луканов започнало да управлява на 8 февруари 1990 г. Той сменя на поста Георги Атанасов, последния комунистически премиер, назначен от Живков. Луканов е един от лидерите в БКП заедно с Петър Младенов и Александър Лилов, които играят ключова роля в политическите процеси след принудителното оттегляне на Тодор Живков на 10 ноември 1989 г. Той е водеща фигура по време на Кръглата маса от страна на Комунистическата партия. 

Като премиер не успява да измоли от Михаил Горбачов 1 млрд. долара кредит, за да предотврати неизбежния фалит на комунистическото управление, което е натрупало непосилните за изплащане 11 млрд. долара външен дълг и 26 млрд. лв. вътрешен. Това принуждава Андрей Луканов да обяви едностранно мораториум върху изплащането на външния дълг от 29 март 1990 г. 

Правителството му не успява да осъществи икономическа програма, насочена към пазарно стопанство. Премахнат е държавният контрол по създаване на задгранични дружества, което довежда до безконтролно изнасяне на държавни капитали зад граница. В същото време кабинетът на Луканов не предприема никакви мерки по събиране на печалбите от съществуващите по това време задгранични дружества с българско участие, възлизащи на около 1 млрд. долара, по данни на Националната служба за защита на конституцията 

Докато е министър-председател, в МВР се осъществява унищожаването на част от архивите на Държавна сигурност без знанието на обществото и опозицията. 

През септември 1990 г. Луканов сформира втория си кабинет, но икономическата криза става явна, магазините са опразнени, липсват елементарни хранителни стоки. Настъпва период, който остава в историята като „гладната Луканова зима”. Страната е парализирана от протести и подава оставка на 30 ноември 1990 г. Така второто правителство на Андрей Луканов съществува от 22 септември 1990 г. до 19 декември 1990 г. Самият той е застрелян на 2 октомври 1996 г. с 4 куршума пред дома си на ул. „Латинка“ 15 в София.