رجایی در دیدار و مشورت با امام خمینی، در 1 شهریور 1359، توضیحاتی در خصوص روند انتخاب کابینه به اطلاع ایشان رساند.5 فردای آن روز رجایی در ملاقات با رئیس‌جمهور، لیست بیست‌نفره اعضای کابینه خود را به وی معرفی کرد. بنی‌صدر پس از این جلسه، در 3 شهریور دو نامه متفاوت خطاب به رجایی نوشت

 
پس از انتخاب رجایی به نخست‌وزیری، مسئله بعدی تعیین کابینه بود که سطح جدیدی از اختلافات را میان بنی‌صدر و رجایی پدید آورد. طبق قانون اساسی، پیشنهاد دادن وزیران به رئیس‌جمهور توسط نخست‌وزیر صورت می‌گرفت و تأیید و معرفی آنها به مجلس با رئیس‌جمهور بود.
 
معیارهای رئیس‌جمهور و نخست‌وزیر در انتخاب کابینه
پس از انتخاب رجایی به نخست‌وزیری از همان آغاز بر سر انتخاب کابینه اختلافات جدیدی به‌وجود آمد. در این مقطع دیدگاه‌های طرفین در مورد کابینه متفاوت بود: رجایی بر کابینه یکدست و بنی‌صدر بر کابینه ائتلافی تأکید می‌کرد.1 ازآنجاکه رجایی و بنی‌صدر از بینشی متفاوتی برخوردار بودند، صلاحیت‌ها و لیاقت‌های افراد نیز در اندیشه هر یک از آنها متفاوت بود و هر یک معیارهایی در خصوص وزرا داشتند. بنی‌صدر خواستار آن بود که کابینه‌ای ائتلافی را از همفکران خود انتخاب کند و تمایل نداشت وزرا از نهادهای انقلابی، که غالبا افرادی متعهد و انقلابی بودند، باشد و فقط بر تخصص تأکید می‌کرد.2 رجایی در این باره نظری مخالف رئیس‌جمهور داشت و همانند حزب جمهوری اسلامی بر اهمیت تعهد در کنار تخصص پافشاری می‌کرد. وی معتقد بود برای آنکه بتواند کشور را اداره کند باید کابینه‌ای یکدست از نیروهای انقلابی و متعهد شکل گیرد.3
 
روند انتخاب کابینه
رجایی طی جلسه­ای با حضور نمایندگانی از نهادها و نیروهای انقلابی، نظر آنها را در گزینش و انتخاب وزرا جویا شد. در این جلسه وی بار دیگر بر سیاست کلی انتخاب وزیران، یعنی مکتبی بودن، انقلابی بودن و مقلد امام خمینی بودن، تأکید کرد و از شرکت­کنندگان خواست که افراد پیشنهادی خود را به صورت مکتوب معرفی نمایند.4 رجایی در دیدار و مشورت با امام خمینی، در 1 شهریور 1359، توضیحاتی در خصوص روند انتخاب کابینه به اطلاع ایشان رساند.5 فردای آن روز رجایی در ملاقات با رئیس‌جمهور، لیست بیست‌نفره اعضای کابینه خود را به وی معرفی کرد. بنی‌صدر پس از این جلسه، در 3 شهریور دو نامه متفاوت خطاب به رجایی نوشت. در نامه اول اعلام کرد به جز وزرای دفاع و کشور به دلیل حساسیت وضع کشور در مورد سایر وزرا کاری ندارد، اما در نامه دوم اعتراض شدید خود را به نحوه و چگونگی گزینش وزرا اعلام کرد.6
 
بنابراین به دلیل مخالفت بنی‌صدر با بعضی از وزرا، خصوصا وزیر کشور، معرفی کابینه به تأخیر افتاد. بنی‌صدر به علت آنچه وابستگی حزبی وزیر پیشنهادی، یعنی حجت‌الاسلام ناطق نوری، نماینده امام در جهاد سازندگی، اعلام نمود، با وزیر کشور مخالفت کرد. همچنین بر سر کاندیدای وزارت امور خارجه نیز بحث‌هایی درگرفت.7 پس از آن طبق دستور بنی‌صدر در 3 شهریور نام ناطق نوری از لیست اعضای دولت حذف گردید.8 ناطق نوری در بحث از چرایی این اقدام گفت که رئیس‌جمهور نه تنها با وی بلکه با اکثریت کابینه و حتی با خود رجایی هم مخالف است.9
 
با هدف نزدیک نمودن مواضع رئیس‌جمهور و نخست‌وزیر در 4 شهریور جلسه‌ای با حضور بنی‌صدر، رجایی، حجت‌الاسلام سیداحمدخمینی، حجت‌الاسلام هاشمی رفسنجانی، حجت‌الاسلام موسوی اردبیلی، حجت‌الاسلام مهدوی کنی، بازرگان، معین‌فر و عزت‌الله سحابی برگزار گردید که باز هم توافقی کامل در مورد اعضای کابینه حاصل نشد.10 سرانجام پس از دیدارهای جداگانه رئیس‌جمهور و نخست‌وزیر با امام، در 8 شهریور یک جلسه سه‌ساعته بین رئیس‌جمهور و نخست‌وزیر برگزار شد و طی آن، آنها در مورد لیست اعضای کابینه به جز وزیر دفاع توافق کردند.11 این لیست بیست‌نفره (در واقع نوزده‌نفره) طی نامه‌ای از سوی رجایی بدین شرح به اطلاع بنی‌صدر می‌رسد:
 
1. محسن نوربخش، وزیر اقتصاد و دارایی و امور اداری و استخدامی؛
2. سیداسماعیل داوودی، وزیر مشاور و سرپرست سازمان برنامه و بودجه؛
3. دکتر منافی، بهداری؛
4. محمدعلی فیاض‌بخش، وزیر مشاور و سرپرست بهزیستی؛
5. محمود قندی، وزیر پست و تلگراف؛
6. موسی کلانتری، وزیر راه و ترابری؛
7. میرحسین موسوی، وزیر امور خارجه؛
8. رضا صدر یا سیداسدالله لاجوردی، وزیر بازرگانی؛
9. حسن عارفی، وزیر علوم و فرهنگ و هنر؛
10. مهندس نعمت‌زاده، وزیر صنایع؛
11. محمدعلی رجایی، وزیر آموزش و پرورش؛
12. محمد سلامتی، وزیر کشاورزی؛
13. احمد توکلی، وزیر کار؛
14. بهزاد نبوی، وزیر مشاور در امور اجرایی؛
15. محمدشهاب گنابادی، سرپرست وزارت مسکن و شهرسازی و وزیر مشاور؛
16. حسن عباسپور، وزیر نیرو؛
17. عباس دوزدوزانی، وزیر ارشاد ملی؛
18. محمدرضا مهدوی‌کنی، وزیر کشور؛
19. [بدون نام] دفاع؛
20. اصغر ابراهیمی، وزیر نفت.12
 
در این لیست به دلیل مخالفت رئیس‌جمهور، برای وزارت کشور از بین ناطق نوری و مهدوی‌کنی، ناطق نوری حذف شده بود و برای وزارت دفاع نیز فردی معرفی نگردید. اما رئیس‌جمهور باز هم به‌رغم اینکه اعلام کرده بود فقط در مورد وزارت کشور و دفاع اعلام نظر می‌کند، همچنان در مورد دیگر وزرا نیز ملاحظاتی مطرح کرد؛ چنان‌که در ذیل نامه رجایی در معرفی لیست دوم وزرا نوشت: «قرار بود وزرای دیگر انتخاب کند که نکرده است».13
 
بنی‌صدر که ظاهرا همچنان از لیست وزرای پیشنهادی ناراضی بود، در همین روز نامه‌ای درباره کابینه آینده خطاب به امام نوشت و از امام درخواست ورود به قضیه را نمود. امام نیز در جواب یادآور شدند قصد ندارند در این گونه امور دخالت کنند و موازین همان بود که کرارا گفته‌اند و خواستار تفاهم میان مسئولان برای انتخاب هر چه سریع‌تر کابینه شدند  
بنی‌صدر که ظاهرا همچنان از لیست وزرای پیشنهادی ناراضی بود، در همین روز نامه‌ای درباره کابینه آینده خطاب به امام نوشت و از امام درخواست ورود به قضیه را نمود.14 امام نیز در جواب یادآور شدند قصد ندارند در این گونه امور دخالت کنند و موازین همان بود که کرارا گفته‌اند و خواستار تفاهم میان مسئولان برای انتخاب هر چه سریع‌تر کابینه شدند.15 با توجه به اینکه برای بنی‌صدر مسجل شد که امام در مورد انتخاب کابینه دخالتی نخواهند کرد، در 9 شهریور طی نامه‌ای به مجلس نظر خود را در خصوص وزاری پیشنهادی رجایی اعلام کرد.16
 
هم‌زمان با این تحولات، خبرگزاری‌های خارجی تلاش می‌کردند تا به تحلیل اختلافات موجود میان نخست‌وزیر و رئیس‌جمهور در زمینه معرفی کابینه بپردازند.17 سخنرانی‌های اعتراضی بنی‌صدر از یک‌سو و ادامه تأخیر در اعلام کابینه و اظهار نگرانی برخی از شخصیت‌ها و گروه‌های سیاسی از سوی دیگر و تأکید آنها بر حل‌وفصل سریع موضوع، موجب شد تا باز هم از طریق امام مسائل حل‌وفصل گردد.18 بر این اساس در 14 شهریور طی دیدار رئیس‌جمهور با امام خمینی مقرر گردید بنی‌صدر اسامی وزرایی را که تصویب شده‌اند اعلام کند و وزرای باقی‌مانده نیز به‌تدریج که اشخاص قابلی پیدا شد معرفی کند.19 پس از این تأکید امام، در 15 شهریور در جلسه‌ای با حضور رئیس‌جمهور، نخست‌وزیر و همچنین حجت‌الاسلام محلاتی، دبیر جامعه روحانیت مبارز تهران، در خصوص تشکیل کابینه بحث و تبادل‌نظر گردید.20 بلافاصله پس از این دیدار نخست‌وزیر از تفاهم خود با رئیس‌جمهور در خصوص چهارده تن از وزرا خبر داد.21
 
لیست‌های جداگانه رئیس‌جمهور و نخست‌وزیر
در روز 16 شهریور در جلسه علنی مجلس، رئیس مجلس هم‌زمان دو نامه جداگانه رئیس‌جمهور در اعلام 14 وزیر کابینه و نخست‌وزیر در اعلام 21 نفر از اعضای کابینه خود را به مجلس قرائت کرد. وزرای مورد تأیید بنی‌صدر عبارت بودند از:
1. حسن عارفی، وزیر آموزش عالی؛
2. عباس دوزدوزانی، وزیر ارشاد ملی؛
3. هادی منافی، وزیر بهداری؛
4. دکتر محمدعلی فیاض‌بخش، وزیر بهزیستی؛
5. محمود قندی، وزیر پست و تلگراف؛
6. سرهنگ جواد فکوری، وزیر دفاع؛
7. موسی کلانتری، وزیر راه و ترابری؛
8. محمدشهاب گنابادی، وزیر مسکن و شهرسازی؛
9. محمدرضا نعمت‌زاده، وزیر صنایع و معادن؛
10. محمد سلامتی، وزیر کشاورزی؛
11. محمدرضا مهدوی‌کنی، وزیر کشور؛
12. محمود احمدزاده هروی، وزیر مشاور و سرپرست شرکت ملی فولاد؛
13. حسن عباسپور، وزیر نیرو؛
14. بهزاد نبوی، وزیر مشاور در امور اجرایی.22
 
بنی صدر با 7 نفر از 21 تن از وزیران مورد نظر رجایی که عبارت بودند از:
1. علی‌اکبر پرورش، وزیر آموزش و پرورش؛
2. دکتر محسن نوربخش، وزیر اقتصاد و دارایی؛
3. سیداسماعیل داودی، وزیر برنامه و بودجه؛
4. میرحسین موسوی، وزیر امور خارجه؛
5. احمد توکلی، وزیر کار؛
6. دکتر حسن عباس‌پور، وزیر نیرو؛
7. اصغر ابراهیمی، وزیر نفت
موافقت نکرد. 23
 
سرانجام پس از سخنان مفصل نمایندگان موافق و مخالف کابینه، نمایندگان مجلس رأی خود را در مورد کابینه رجایی اعلام کردند. در نهایت کابینه 14 نفری رجایی در روز 19 شهریور با 169 رأی موافق، 14 مخالف و 10 ممتنع رأی اعتماد گرفت.24
 
تکمیل کابینه
دولت رجایی در حالی با 14 وزیر در 20 شهریور رسما شروع به کار کرد که هنوز تکلیف 7 وزیر دیگر شامل وزارت نفت، امور خارجه، کار، اقتصاد، آموزش و پرورش، دارایی، بازرگانی و سازمان برنامه و بودجه تعیین نشده بود.25
 
در مجموع کابینه رجایی به‌تدریج تا تاریخ 14 تیرماه 1360 به ترتیب زیر تکمیل شد:
 

• در 3 مهر 1359، محمدجواد تندگویان به وزارت نفت رسید که بعد از مدتی از 11 آبان 1360 جای خود را به سیدحسن سادات داد؛
  مهندس موسی خیر در 3 مهر 1359 به عنوان وزیر مشاور و سرپرست سازمان برنامه و بودجه معرفی شد؛
  در 15 آبان 1359 محمد میرمحمدصادقی وزیر کار و امور اجتماعی گردید؛
  در 14 آبان 1359 ابراهیم احدی به وزارت دادگستری منصوب شد که بعد از چند ماه و در روزهای پایانی ریاست‌جمهوری بنی‌صدر، سیدمحمد اصغری از 25 خرداد 1360 جانشین وی شد؛
  در 14 آذر 1359 دکتر محمدجواد باهنر به عنوان وزیر آموزش و پرورش معرفی شد؛
  در 20 اسفند 1359 نیز کاظم‌پور اردبیلی وزیر بازرگانی شد؛
  محسن نوربخش به عنوان سرپرست و سپس حسین نمازی در 23 اسفند 1359 وزارت امور اقتصادی و دارایی را عهده‌دار شد؛
  در 14 تیر 1360 میرحسین موسوی به عنوان وزیر امور خارجه معرفی شد.26