1966 m. sausio mėn. Obasanjo sugrįžo į Nigeriją ir rado šalį karinio perversmo viduryje.
vadovaujamas majoro Emmanuel Ifeajuna. Beveik visi perversmo organizatoriai buvo iš pietinės Nigerijos Igbo tautos. Obasanjo buvo tarp tų, kurie perspėjo, kad situacija gali virsti pilietiniu karu. Jis pasiūlė tarnauti tarpininku tarp perversmo sumanytojų ir civilinės vyriausybės, kuri perdavė valdžią kariuomenės vyriausiam vadui Johnsonui Aguiyi-Ironsi. Kai perversmas žlugo, Olusegun susitiko su Ironsi Lagose. 1966 m. gegužės mėn. Ironsis nutraukė federalizmą Nigerijoje savo suvienijimo dekretu, kuris sukėlė etninę įtampą. Liepos pabaigoje įvyko antras perversmas. Ibadane šiaurės Nigerijos kilmės kariai sukilo ir nužudė Ironsi, taip pat nužudė apie du šimtus Igbo karių. Generolas Yakubu Gowonas perėmė valdžią.