พ.อ.ณรงค์ กิตติขจร ได้ดำรงตำแหน่งเป็นผู้ช่วยเลขาธิการคณะรัฐประหาร (รัฐประหารในประเทศไทย 17 พฤศจิกายน พ.ศ. 2514) เมื่อการรัฐประหารเสร็จสิ้นลง ได้ดำรงตำแหน่งรองเลขาธิการคณะกรรมการตรวจและติดตามผลการปฏิวัติราชการ (ก.ต.ป.) และเป็นผู้บังคับบัญชากองพันที่ 2 กรมทหารราบที่ 11 รักษาพระองค์

หลังจากเหตุการณ์รัฐประหารครั้งนี้แล้ว พ.อ.ณรงค์ กิตติขจร เป็นที่คาดหมายว่าจะเป็นผู้สืบทอดอำนาจต่อจากจอมพลถนอม กิตติขจร ผู้เป็นพ่อ เพราะด้วยสถานการณ์ในเวลานั้น ปรากฏข่าวการคอร์รัปชั่นกันอย่างกว้างขวางรวมทั้งการใช้อำนาจไปในทางที่มิชอบด้วย เช่น กรณีเฮลิคอปเตอร์ทหารตกที่อำเภอบางเลน จังหวัดนครปฐม เมื่อวันที่ 29 เมษายน พ.ศ. 2516 เป็นต้น ทางรัฐบาลได้แก้ปัญหาด้วยการตั้งคณะกรรมการตรวจสอบและติดตามผลการปฏิบัติราชการ หรือ ก.ต.ป. ขึ้นมาเพื่อจัดการปัญหาการคอร์รัปชั่น แต่กลับมี พ.อ.ณรงค์ ซึ่งเป็นลูกชายนายกรัฐมนตรีเป็นผู้ดูแล จึงไม่มีความเชื่อมั่นว่าจะสามารถจัดการปัญหาได้อย่างแท้จริง ดังนั้นเมื่อเกิดเหตุการณ์ 14 ตุลา ขึ้น ประชาชนส่วนหนึ่งที่โกรธแค้นจึงได้เผาทำลายอาคารของสำนักงานแห่งนี้ ที่ตั้งอยู่ ณ สี่แยกคอกวัว

ส่วนบทบาทของ พ.อ.ณรงค์ กิตติขจร ถูกกล่าวหาว่าเป็นผู้ขึ้นเฮลิคอปเตอร์และเป็นผู้กราดยิงกระสุนจริงจากเฮลิคอปเตอร์ลงมายังผู้ชุมนุมที่อยู่เบื้องล่าง แต่ พ.อ.ณรงค์ ได้ปฏิเสธในเรื่องนี้มาโดยตลอด