Mặc dù kinh tế gặp nhiều khó khăn nhưng nguyên do thực sự dẫn đến sự cáo chung của Cộng hòa Ả Rập Thống nhất là do Nasser không có khả năng tìm ra mô hình hệ thống chính trị thích hợp cho chế độ mới. Nasser miễn cưỡng trong việc chia sẻ quyền lực chính trị. Mặc dù Amer cho phép một số sự tự do hóa về kinh tế nhằm xoa dịu giới doanh nhân Syria nhưng trò gian lận của ông trong những cuộc bầu cử Liên minh Quốc gia (đảng độc quyền, thay thế cho Ba'ath với sự trợ giúp của Đại tá Abdul Hamid Sarraj - một sĩ quan Syria có cảm tình với Nasser - đã chọc điên các vị lãnh đạo Ba'ath. Ba'ath chỉ thắng 5% tổng số ghế tại các ủy ban cấp cao, trong khi các đảng bảo thủ truyền thống lại giành đa số.[20] Sarraj được chỉ định làm người đứng đấu Liên minh Quốc gia ở Syria, và đến mùa xuân năm 1960 thì lên thay Amer để giữ chức trong Hội đồng Hành pháp Syria. Thời Sarraj, Syria bị cai trị bởi lực lượng an ninh tàn bạo có nhiệm vụ đàn áp mọi sự chống đối chế độ.

Sự kiểm soát to lớn đang gia tăng trong khu vực công được song hành cùng việc thúc đẩy tập quyền hóa. Nasser bãi bỏ chính quyền địa phương để thay bằng một chính quyền trung ương. Chính quyền này điều hành từ Damas từ tháng 2 đến tháng 5 và điều hành từ Cairo trong những tháng còn lại của năm. Sarraj được thuyên chuyển đến Cairo, và tại đây ông này nhận ra rằng mình chỉ còn nắm rất ít thực quyền. Ngày 15 tháng 9 năm 1961, Sarraj trở về Syria và từ chức vào ngày 26 tháng 9 cùng năm.[21] Do không còn bất kỳ đồng minh thân cận nào để giám sát Syria nên Nasser không thấy được tình trạng náo động ngày càng gia tăng trong quân đội. Ngày 28 tháng 9, một nhóm sĩ quan tiến hành đảo chính và tuyên bố Syria độc lập khỏi Cộng hòa Ả Rập Thống nhất. Mặc dù những người cầm đầu cuộc đảo chính tỏ ra sẵn sàng thương lượng tái lập liên minh với các điều kiện mà theo họ là đặt Syria ngang bằng với Ai Cập, nhưng Nasser từ chối thỏa hiệp. Ban đầu ông định gửi quân tới lật độ chế độ mới nhưng đã bỏ ý này từ sau khi người ta báo cho ông rằng đồng minh Syria cuối cùng của ông đã bị đánh bại.[22] Trong những bài phát biểu sau vụ đảo chính, Nasser tuyên bố ông sẽ không bao giờ từ bỏ mục đích thông nhất toàn bộ Ả Rập, mặc dù từ đó về sau ông không còn đạt được thắng lợi hữu hình nào trên con đường thực hiện mục đích này nữa.