Partido Democratacristiano y elecciones presidenciales
En 1956 es elegido Senador por Santiago con la primera mayoría. Al año siguiente, el 27 de julio, la Falange Nacional se convierte en el Partido Democratacristiano y Frei Montalva asume la candidatura a la presidencia de la República para las elecciones de 1958. En esa oportunidad resultó electo presidente Jorge Alessandri Rodríguez.
En 1961 es elegido presidente del Primer Congreso Mundial de la Democracia Cristiana, celebrado en Santiago de Chile, con la concurrencia de delegaciones de toda América Latina, de los países europeos, norteamericanos y de algunos africanos. En 1961 es invitado por la Universidad de Oxford a un seminario sobre los problemas de las naciones en desarrollo, con delegados de todo el mundo.
Entre 1960 y 1962 dicta una serie de clases y conferencias internacionales, destacando “La Misión de la Universidad en América Latina”, que dicta en Montevideo, Uruguay; una serie de clases en la Universidad de Columbia sobre la problemática en América Latina; una conferencia en la Universidad de Notredame sobre desarrollo e integración de los países latinoamericanos.
Luego de una multitudinaria campaña presidencial, que incluye una de las manifestaciones con mayor asistencia en la historia de Chile, como lo fue “La Marcha de la Patria Joven” (21 de junio de 1964 en el Parque Cousiño, actual Parque O’Higgins de Santiago), Eduardo Frei Montalva resulta electo Presidente de la República de Chile con un 56,08%, una de las más altas votaciones históricas. Asume el mando de la nación el 3 de noviembre de 1964.
Periodo presidencial
En 1965 realiza una gira presidencial por Francia, Reino Unido, Alemania Federal, Italia y el Vaticano. De paso, visita países de América Latina como Argentina, Brasil, Uruguay, Colombia, Perú, Ecuador y Venezuela, donde pronunció importantes discursos sobre problemas internacionales.
A su regreso inicia sus grandes planes de vivienda, educación, reforestación, reforma agraria, chilenización del cobre y salud. Destaca también la creación de la Comisión Nacional de Cultura, de la Consejería Nacional de Promoción Popular y de las Juntas de Vecinos, entre otros.
1966 es el año del Grupo Andino, el que iniciado por la Carta de enero de 1965, culmina con el famoso discurso de Eduardo Frei Montalva en la Plaza Bolívar de Bogotá, Colombia. Ese mismo año se firman los convenios del cobre.
En enero de 1967 el Congreso Nacional le niega el permiso constitucional para viajar a Estados Unidos, donde había sido invitado por el presidente Lyndon B. Johnson. En abril participa en la Reunión de Presidentes Americanos, realizada en Montevideo, Uruguay.
En marzo de 1970 recibe el título Doctor Honoris Causa por parte de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Ese mismo año, el 4 de noviembre, entrega el mando como Presidente de la República a Salvador Allende Gossens.
En 1971 dicta conferencias en las universidades norteamericanas de Dayton, Ohio, Boston y en el Consejo de las Américas de Nueva York. En las elecciones parlamentarias de marzo de 1973 es elegido Senador por Santiago con la primera mayoría, siendo además nombrado Presidente del Senado.
Post Presidencia
El 11 de septiembre de 1973 un golpe de Estado lleva al poder a las Fuerzas Armadas, quedando el Parlamento disuelto y los partidos políticos en recesión.
En esta etapa Eduardo Frei Montalva realiza una serie de conferencias y publica nuevos libros, siendo invitado entre 1977 y 1982 a participar en la Comisión Norte Sur bajo la presidencia de Willy Brandt. Como miembro de esta comisión participa en reuniones en Alemania, Suiza, Mali, Estados Unidos, Malasia, Francia, Austria, Bélgica y Gran Bretaña. Como delegado de la Comisión establece contactos a altos niveles con representantes del BID, de la OEA y de la CEPAL.
En 1980 participa en la Reunión de ex presidentes Democráticos de América Latina, realizada en Caracas, Venezuela, y en 1981 es invitado a la Conferencia Internacional del Club de Roma, que se realiza en Caracas, sobre las “Alternativas para la Humanidad: la misión de América Latina”.
En Chile, Frei Montalva se convierte en opositor al régimen de gobierno, participando como orador en el único acto masivo opositor autorizado en ese entonces, en el marco del plebiscito para una nueva constitución el 27 de agosto de 1980. Desde la actividad, que tuvo lugar en el Teatro Caupolicán, hizo un llamado al retorno a la democracia.
El 22 de enero de 1982 Eduardo Frei Montalva fallece en Santiago a seis días de haber cumplido 71 años.