Em 13 de agosto de 1923, em meio à Crise do Ruhr, ele foi nomeado Chanceler e Ministro das Relações Exteriores de um grande governo de coalizão. Como chanceler, Stresemann percorreu um longo caminho para resolver a crise. No chamado ano da crise (1923), ele mostrou força ao cancelar a resistência popular pacífica no Ruhr. Como a Alemanha não podia mais pagar aos trabalhadores em greve, mais e mais dinheiro foi impresso, o que finalmente levou à hiperinflação. Hans Luther, que era o atual ministro das finanças, terminou este processo desastroso com a introdução de uma nova moeda, a Rentenmark, que tranquilizou o povo de que o sistema democrático estava disposto e era capaz de resolver problemas urgentes.
A decisão de Stresemann de acabar com a resistência passiva foi motivada por sua visão de que fazer um esforço de boa fé para cumprir os termos de Versalhes era a única maneira de obter alívio das disposições mais duras do tratado. Ele, como praticamente todo alemão, sentiu que Versalhes era um Diktat oneroso que manchava a honra da nação. Entretanto, ele sentiu que tentar cumprir os termos do tratado era a única maneira de a Alemanha demonstrar que a lei de reparações estava realmente além de sua capacidade. Ele também desejava recuperar a Renânia - ele escreveu ao Príncipe Herdeiro em 23 de julho de 1923: "O objetivo mais importante da política alemã é a libertação do território alemão da ocupação estrangeira". Em primeiro lugar, devemos remover o estrangulador de nossa garganta".
Entretanto, alguns de seus movimentos - como sua recusa em lidar firmemente com os culpados do Beer Hall Putsch - alienaram os social-democratas. Eles deixaram a coalizão e causaram seu colapso em 23 de novembro de 1923. Stresemann permaneceu como Ministro das Relações Exteriores no governo de seu sucessor, o centrista Wilhelm Marx. Ele permaneceu Ministro das Relações Exteriores pelo resto de sua vida em oito governos sucessivos, desde o de centro-direita até o de centro-esquerda.
Como Ministro das Relações Exteriores, Stresemann teve inúmeras conquistas. Sua primeira conquista notável foi o Plano Dawes de 1924, que reduziu o compromisso geral de reparações da Alemanha e reorganizou o Reichsbank.
Depois que Sir Austen Chamberlain tornou-se Ministro das Relações Exteriores britânico, ele queria uma garantia britânica para a França e a Bélgica, pois a garantia anglo-americana havia caído devido à recusa dos Estados Unidos em ratificar o Tratado de Versalhes. Stresemann escreveu mais tarde: "Chamberlain nunca havia sido nosso amigo. Seu primeiro ato foi tentar restaurar o velho Entente através de uma aliança de três potências da Inglaterra, França e Bélgica, dirigida contra a Alemanha. A diplomacia alemã enfrentou uma situação catastrófica". Stresemann concebeu a idéia de que a Alemanha garantiria suas fronteiras ocidentais e se comprometeu a nunca mais invadir a Bélgica e a França, juntamente com uma garantia da Grã-Bretanha de que eles viriam em auxílio da Alemanha se fossem atacados pela França. A Alemanha não estava em posição de atacar, como Stresemann escreveu ao Príncipe Herdeiro: "A renúncia de um conflito militar com a França tem apenas um significado teórico, na medida em que não há possibilidade de uma guerra com a França". Stresemann negociou os Tratados de Locarno com a Grã-Bretanha, França, Itália e Bélgica. No terceiro dia de negociações, Stresemann explicou as exigências da Alemanha ao Ministro das Relações Exteriores francês, Aristide Briand. Como Stresemann gravou, Briand "quase caiu de seu sofá, quando ouviu minhas explicações". Stresemann disse que só a Alemanha não deveria fazer sacrifícios pela paz; os países europeus deveriam ceder colônias à Alemanha; a comissão de controle do desarmamento deveria deixar a Alemanha; a ocupação anglo-francesa da Renânia deveria terminar; e a Grã-Bretanha e a França deveriam se desarmar como a Alemanha havia feito. Os Tratados foram assinados em outubro de 1925 em Locarno. A Alemanha reconheceu oficialmente pela primeira vez a fronteira ocidental pós Primeira Guerra Mundial, e foi garantida a paz com a França, e prometeu admissão na Liga das Nações e evacuação das últimas tropas de ocupação Aliadas da Renânia. As fronteiras orientais da Alemanha foram garantidas à Polônia somente pela França, e não por um acordo geral.
Stresemann não estava disposto a concluir um tratado semelhante com a Polônia: "Não haverá Locarno do Leste", disse ele. Além disso, ele nunca excluiu o uso da força para recuperar os territórios orientais da Alemanha que tinham ficado sob controle polonês como conseqüência do Tratado de Versalhes. O motivo foram atrocidades contra a minoria alemã nos antigos territórios alemães cometidas ou toleradas pelo governo polonês, veja: e Hermann Rauschning. Na sessão da Liga das Nações em 15 de dezembro de 1928 em Lugano Stresemann formulou uma acusação furiosa contra a Polônia por causa desses crimes que eram bem conhecidos da Liga das Nações. O presidente Aristide Briand, ministro francês das Relações Exteriores, concluiu a sessão após este discurso com as palavras: "A Liga das Nações nunca deve quebrar o sagrado apoio dos direitos das minorias".
Após esta reconciliação com as potências de Versalhes, Stresemann se moveu para acalmar a crescente suspeita da União Soviética. Ele disse a Nikolay Krestinsky em junho de 1925, conforme registrado em seu diário: "Eu havia dito que não viria a concluir um tratado com a Rússia enquanto nossa situação política na outra direção não fosse esclarecida, pois queria responder à pergunta se tínhamos um tratado com a Rússia de forma negativa". O Tratado de Berlim assinado em abril de 1926 reafirmou e fortaleceu o Tratado de Rapallo de 1922. Em setembro de 1926, a Alemanha foi admitida na Liga das Nações como membro permanente do Conselho de Segurança. Este foi um sinal de que a Alemanha estava se tornando rapidamente um Estado "normal" e assegurava a sinceridade da União Soviética da Alemanha no Tratado de Berlim. Stresemann escreveu ao Príncipe Herdeiro: "Todas as questões que hoje preocupam o povo alemão podem ser transformadas no mesmo número de problemas para o Entente por um orador hábil perante a Liga das Nações". Como a Alemanha tinha agora um veto às resoluções da Liga, ela poderia obter concessões de outros países sobre modificações na fronteira da Polônia ou Anschluss com a Áustria, já que outros países precisavam de seu voto. A Alemanha poderia agora atuar como "porta-voz de toda a comunidade cultural alemã" e assim provocar as minorias alemãs na Tchecoslováquia e na Polônia.
Stresemann foi co-vencedor do Prêmio Nobel da Paz em 1926 por estas conquistas.
A Alemanha assinou o Pacto Kellogg-Briand em agosto de 1928. Ela renunciou ao uso da violência para resolver conflitos internacionais. Embora Stresemann não tenha proposto o pacto, a adesão da Alemanha convenceu muitas pessoas de que a Alemanha de Weimar era uma Alemanha com a qual se podia argumentar. Esta nova visão foi fundamental no Plano Jovem de fevereiro de 1929, o que levou a mais reduções no pagamento de reparações alemãs.
O sucesso de Gustav Stresemann deveu-se muito a seu caráter pessoal amigável e sua vontade de mudar. Ele era amigo íntimo de muitos estrangeiros influentes. O mais notado foi Briand, com quem ele compartilhou o Prêmio da Paz.
Stresemann não era, no entanto, em nenhum sentido, pró-francês. Sua principal preocupação era como liberar a Alemanha do ônus do pagamento de reparações à Grã-Bretanha e à França, impostas pelo Tratado de Versalhes. Sua estratégia para isso era forjar uma aliança econômica com os Estados Unidos. Os Estados Unidos eram a principal fonte de alimentos e matérias-primas da Alemanha e um dos maiores mercados de exportação da Alemanha para bens manufaturados. A recuperação econômica da Alemanha era, portanto, no interesse dos EUA, e dava aos EUA um incentivo para ajudar a Alemanha a escapar do fardo das reparações. Os planos Dawes e Young foram o resultado desta estratégia. Stresemann tinha uma relação estreita com Herbert Hoover, que foi Secretário de Comércio em 1921-28 e Presidente em 1929. Esta estratégia funcionou notavelmente bem até que foi descarrilada pela Grande Depressão após a morte de Stresemann.
Durante seu período no Ministério das Relações Exteriores, Stresemann veio cada vez mais para aceitar a República, o que a princípio ele havia rejeitado. Em meados dos anos 20, tendo contribuído muito para uma consolidação (temporária) da débil ordem democrática, Stresemann era considerado um Vernunftrepublikaner (republicano pela razão) - alguém que aceitava a República como o menor de todos os males, mas que ainda estava em seu coração leal à monarquia. A oposição conservadora o criticou por seu apoio à república e por cumprir com demasiada boa vontade as exigências das potências ocidentais. Junto com Matthias Erzberger e outros, ele foi atacado como um Erfüllungspolitiker ("político de cumprimento").
Em 1925, quando propôs pela primeira vez um acordo com a França, ele deixou claro que, ao fazê-lo, pretendia "ganhar uma mão livre para assegurar uma mudança pacífica das fronteiras no Leste e [...] concentrar-se em uma posterior incorporação dos territórios alemães no Leste". No mesmo ano, enquanto a Polônia estava em estado de crise política e econômica, Stresemann iniciou uma guerra comercial contra o país. Stresemann esperava uma escalada da crise polonesa, que permitiria à Alemanha recuperar territórios cedidos à Polônia após a Primeira Guerra Mundial, e ele queria que a Alemanha ganhasse um mercado maior para seus produtos lá. Assim, Stresemann recusou-se a participar de qualquer cooperação internacional que tivesse "prematuramente" reestabilizado a economia polonesa. Em resposta a uma proposta britânica, Stresemann escreveu ao embaixador alemão em Londres: "[A] recapitalização final e duradoura da Polônia deve ser adiada até que o país esteja maduro para um estabelecimento da fronteira de acordo com nossos desejos e até que nossa própria posição seja suficientemente forte". De acordo com a carta de Stresemann, não deve haver acordo "até que a crise econômica e financeira [da Polônia] tenha atingido um estágio extremo e reduzido todo o corpo político polonês a um estado de impotência".
Gustav Stresemann morreu de acidente vascular cerebral em outubro de 1929, aos 51 anos de idade. Seu enorme túmulo está situado no cemitério Luisenstadt de Berlim, em Südstern, em Kreuzberg, e inclui obras do escultor alemão Hugo Lederer. A morte repentina e prematura de Stresemann, bem como a morte de seu homólogo francês "pragmático moderado" Aristide Briand em 1932, e o assassinato do sucessor de Briand, Louis Barthou, em 1934, deixaram um vácuo no estadismo europeu que inclinou ainda mais o declive escorregadio em direção à Segunda Guerra Mundial.
Gustav e Käthe tiveram dois filhos, Wolfgang e Joachim Stresemann.