Del 15 al 18 de marzo de 1858, Pedro Gual preside el gobierno plural que emerge como resultado de la renuncia de José Tadeo Monagas al Poder Ejecutivo. Luego entrega el mando al general Julián Castro, quien lo nombra integrante del Consejo de Estado, cuerpo que Gual abandonará por diferencias en cuanto al arreglo acordado para indemnizar a la Legación francesa, allanada en marzo por tropas del Gobierno. Diputado a la Convención Nacional de Valencia, inaugurada el 5 de julio de 1858, participa activamente en ella y preside sus sesiones finales. Figura como designado en el Gobierno provisional de Castro, con Manuel Felipe de Tovar en la vicepresidencia. El 20 de febrero de 1859 estalla la Guerra Federal en Coro; las vacilaciones con que el Gobierno interviene para frenarla, conducen meses después a la prisión de Castro por parte de un grupo de oficiales; y por estar Tovar ausente de Caracas, le corresponde tomar el poder a Pedro Gual, luego de haber obtenido este del mandatario depuesto su renuncia formal el 2 de agosto de 1859. Consideraba Gual que, con su apego a la ley y su inalterable fe en el orden constitucional, podía «servir a su país» y se propuso, con tales recursos, romper el cerco a que entonces estaba sometida la capital por las fuerzas federales, situadas en casi todos los cantones inmediatos. Extendió indultos e hizo llamados a la concordia, hasta el 29 de septiembre de 1859, fecha en que Tovar asumió la presidencia. En las elecciones de abril de 1860, Tovar resultó electo presidente constitucional con Gual como vicepresidente. Dijo Tovar al posesionarse: «Nuestra única tabla de salvación está en el exacto cumplimiento de los deberes mutuos y de la estricta y escrupulosa observancia de la Constitución y de las leyes». En marzo de 1861, retornó al país el general José Antonio Páez y fue nombrado por Tovar comandante en jefe del Ejército. Páez renunció el 19 de mayo y el 20 dimitió el propio Tovar, reemplazándolo entonces Pedro Gual como vicepresidente en ejercicio de la presidencia. Gual designa en el Ministerio del Interior y Justicia a un hombre de confianza de Páez, Ángel Quintero; lo cual condujo a que Páez reasumiera la jefatura del Ejército, posición desde la cual emprende una cruzada pacificadora, peculiarizada por contactos personales con los insurrectos, que, al parecer, llenaron de dudas al presidente Gual con respecto a la sinceridad de Páez hacia su gobierno. Quintero actuó entonces como secretario general. Gual reestructuró su gobierno el 9 de julio de 1861 y el 19 del mismo mes, en atención a «las partidas armadas que infestan los campos, impiden la producción y se oponen al ejercicio normal de los derechos y garantías de los venezolanos», proclamó el estado de sitio en todas las provincias, excepto en 4 y dictó un decreto restringiendo la libertad de expresión. Formó otro nuevo gabinete el 13 de agosto, en vísperas de su ruptura con José Antonio Páez; y convocó, el 14, a una reunión de notables para solicitar su apoyo al Gobierno, a través de la constitución de una Sociedad Patriótica y de Sociedades de Paz que respaldasen a aquella. Mientras tanto, Ángel Quintero fomentaba en Valencia resquemores contra Gual con la intención de derrocarlo y ocupar su lugar, gestión en la que no pudo obtener la anuencia de Páez, quien aspiraba a lo mismo. Páez renunció el 19 de agosto y Gual, una vez más, reestructuró el gabinete. Nombró otro jefe del Ejército y dividió el país en 6 circunscripciones militares, renovó las exhortaciones a la paz y con ese «ministerio de agonías», como él mismo lo bautizó, arribó al 29 de agosto, en que el comandante de la guarnición de Caracas, coronel José Echezuría, lo puso bajo arresto domiciliario, mientras Páez marchaba hacia Caracas y el 10 de septiembre de 1861 asumía la dictadura. Gual salió exiliado y nunca regresó a Venezuela.