13. avgusta 1923, sredi porurske krize, je bil imenovan za kanclerja in zunanjega ministra velike koalicijske vlade. Kot kancler je Stresemann veliko pripomogel k reševanju krize. V tako imenovanem letu krize (1923) je pokazal moč, ko je odpovedal ljudski mirni odpor v Porurju. Ker Nemčija ni bila več sposobna plačati stavkajočih delavcev, so tiskali vedno več denarja, kar je na koncu privedlo do hiperinflacije. Hans Luther, ki je bil tedanji finančni minister, je ta katastrofalni proces končal z uvedbo nove valute, rentenmarke, ki je ljudem zagotovila, da je demokratični sistem pripravljen in sposoben rešiti nujne težave.
Stresemann se je za prenehanje pasivnega odpora odločil, ker je menil, da so prizadevanja za izpolnitev versajskih pogojev v dobri veri edini način, da se razbremenijo strožjih določb pogodbe. Tako kot skoraj vsi Nemci je tudi on menil, da je Versailles obremenjujoč diktat, ki je omadeževal čast naroda. Vendar pa je menil, da je poskus izpolnitve pogojev pogodbe edini način, da Nemčija dokaže, da račun za reparacije resnično presega njene zmožnosti. Prav tako je želel dobiti nazaj Porenje - 23. julija 1923 je pisal kronskemu princu: "Najpomembnejši cilj nemške politike je osvoboditev nemškega ozemlja izpod tuje okupacije. Najprej si moramo iz grla odstraniti dušilca".
Vendar pa so nekatere njegove poteze - na primer zavračanje odločnega ravnanja s krivci za puč v pivnici - odtujile socialdemokrate. Ti so zapustili koalicijo in povzročili njen razpad 23. novembra 1923. Stresemann je ostal zunanji minister v vladi svojega naslednika, centrista Wilhelma Marxa. Zunanji minister je ostal do konca svojega življenja v osmih zaporednih vladah od desnosredinske do levosredinske.
Kot zunanji minister je Stresemann dosegel številne uspehe. Njegov prvi pomemben dosežek je bil Dawesov načrt iz leta 1924, ki je zmanjšal skupne reparacijske obveznosti Nemčije in reorganiziral Reichsbanko.
Ko je sir Austen Chamberlain postal britanski zunanji minister, je želel zagotoviti britansko jamstvo Franciji in Belgiji, saj je anglo-ameriško jamstvo propadlo, ker Združene države niso hotele ratificirati Versajske pogodbe. Stresemann je pozneje zapisal: "Chamberlain nikoli ni bil naš prijatelj. Njegovo prvo dejanje je bil poskus obnovitve stare antante z zavezništvom treh sil, Anglije, Francije in Belgije, usmerjenim proti Nemčiji. Nemška diplomacija se je znašla v katastrofalnem položaju. Stresemann je zasnoval zamisel, da bi Nemčija zagotovila svoje zahodne meje, in se zavezal, da ne bo nikoli več napadel Belgije in Francije, skupaj z zagotovilom Velike Britanije, da bo priskočila na pomoč Nemčiji, če jo bo napadla Francija. Nemčija takrat ni bila v položaju, da bi napadla, saj je Stresemann kronskemu princu zapisal: "Odpoved vojaškemu spopadu s Francijo ima le teoretični pomen, saj vojna s Francijo ni mogoča." Stresemann se je z Veliko Britanijo, Francijo, Italijo in Belgijo pogajal o Locarnskih pogodbah. Tretji dan pogajanj je Stresemann francoskemu zunanjemu ministru Aristidu Briandu pojasnil zahteve Nemčije. Kot je zapisal Stresemann, je Briand "skoraj padel s kavča, ko je slišal moja pojasnila". Stresemann je dejal, da se Nemčija sama ne bi smela žrtvovati za mir; evropske države bi morale Nemčiji prepustiti kolonije; komisija za nadzor razoroževanja bi morala zapustiti Nemčijo; končati bi bilo treba anglo-francosko okupacijo Porenja; Velika Britanija in Francija pa bi se morali razorožiti, kot je to storila Nemčija. Pogodbi sta bili podpisani oktobra 1925 v Locarnu. Nemčija je prvič uradno priznala zahodno mejo po prvi svetovni vojni, zagotovljen ji je bil mir s Francijo ter obljubljen sprejem v Društvo narodov in evakuacija zadnjih zavezniških okupacijskih enot iz Porenja. Vzhodno mejo Nemčije je Poljski zagotovila le Francija, ne pa tudi splošni sporazum.
Stresemann ni bil pripravljen skleniti podobne pogodbe s Poljsko: "Vzhodnega Locarna ne bo," je dejal. Poleg tega ni nikoli izključil uporabe sile za ponovno pridobitev vzhodnih nemških ozemelj, ki so zaradi Versajske pogodbe prišla pod poljski nadzor. Razlog so bila grozodejstva nad nemško manjšino na nekdanjih nemških ozemljih, ki jih je zagrešila ali dopuščala poljska vlada, glej: in Hermann Rauschning. Na zasedanju Društva narodov 15. decembra 1928 v Luganu je Stresemann zaradi teh zločinov, ki so bili Društvu narodov dobro znani, oblikoval besno obtožbo proti Poljski. Predsedujoči Aristide Briand, francoski zunanji minister, je po tem govoru zaključil zasedanje z besedami: "Liga narodov ne sme nikoli prekiniti svete podpore pravicam manjšin."
Po tej spravi z versajskimi silami si je Stresemann prizadeval, da bi pomiril naraščajoče nezaupanje do Sovjetske zveze. Junija 1925 je Nikolaju Krestinskemu dejal, kot je zapisano v njegovem dnevniku: "Rekel sem, da ne bom prišel sklenit pogodbe z Rusijo, dokler se ne razjasni naš politični položaj v drugi smeri, saj sem želel na vprašanje, ali imamo pogodbo z Rusijo, odgovoriti negativno". Berlinska pogodba, podpisana aprila 1926, je ponovno potrdila in okrepila rapalsko pogodbo iz leta 1922. Septembra 1926 je bila Nemčija sprejeta v Društvo narodov kot stalna članica Varnostnega sveta. To je bil znak, da Nemčija hitro postaja "normalna" država, in zagotovilo Sovjetski zvezi, da je Nemčija iskrena pri Berlinski pogodbi. Stresemann je kronskemu princu pisal: "Vsa vprašanja, ki danes vznemirjajo nemški narod, lahko spreten govornik pred Društvom narodov spremeni v enako veliko nadlog za antanto." Ker je imela Nemčija zdaj veto na resolucije Lige, je lahko od drugih držav dosegla popuščanje glede sprememb na poljski meji ali anšlusa z Avstrijo, saj so druge države potrebovale njen glas. Nemčija bi lahko zdaj nastopala kot "glasnik celotne nemške kulturne skupnosti" in s tem izzivala nemške manjšine na Češkoslovaškem in Poljskem.
Stresemann je za te dosežke leta 1926 prejel Nobelovo nagrado za mir.
Nemčija je avgusta 1928 podpisala pakt Kellogg-Briand. Z njim se je odpovedal uporabi nasilja za reševanje mednarodnih sporov. Čeprav Stresemann pakta ni predlagal, je pristop Nemčije k paktu mnoge prepričal, da je Weimarska Nemčija tista, s katero se je mogoče dogovarjati. To novo spoznanje je pripomoglo k Youngovemu načrtu iz februarja 1929, ki je privedel do večjega zmanjšanja nemških reparacij.
Uspeh Gustava Stresemanna je bil v veliki meri posledica njegovega prijaznega osebnega značaja in pripravljenosti na spremembe. Bil je tesen osebni prijatelj številnih vplivnih tujcev. Najbolj znan je bil Briand, s katerim si je delil nagrado za mir.
Vendar pa Stresemann ni bil v nobenem smislu profrancosko usmerjen. Njegova glavna skrb je bila, kako Nemčijo osvoboditi bremena reparacijskih plačil Veliki Britaniji in Franciji, ki jih je nalagala Versajska pogodba. Njegova strategija za to je bila sklenitev gospodarskega zavezništva z Združenimi državami Amerike. ZDA so bile za Nemčijo glavni vir hrane in surovin ter eden največjih izvoznih trgov za industrijsko blago. Gospodarsko okrevanje Nemčije je bilo torej v interesu ZDA, kar je ZDA spodbudilo, da so Nemčiji pomagale rešiti se reparacijskega bremena. Dawesov in Youngov načrt sta bila rezultat te strategije. Stresemann je bil v tesnih odnosih s Herbertom Hooverjem, ki je bil v letih 1921-28 minister za trgovino, od leta 1929 pa predsednik. Ta strategija je delovala izjemno dobro, dokler je po Stresemannovi smrti ni izničila velika gospodarska kriza.
V času svojega službovanja na zunanjem ministrstvu je Stresemann vedno bolj sprejemal Republiko, ki jo je sprva zavračal. Do sredine dvajsetih let 20. stoletja, ko je veliko prispeval k (začasni) konsolidaciji šibke demokratične ureditve, je Stresemann veljal za Vernunftrepublikaner (republikanec iz razuma) - nekoga, ki je sprejel republiko kot najmanjše zlo, vendar je bil v svojem srcu še vedno zvest monarhiji. Konservativna opozicija ga je kritizirala, ker je podpiral republiko in preveč rad izpolnjeval zahteve zahodnih sil. Skupaj z Matthiasom Erzbergerjem in drugimi so ga napadali kot Erfüllungspolitikerja ("politika izpolnjevanja").
Ko je leta 1925 prvič predlagal sporazum s Francijo, je jasno povedal, da želi s tem "pridobiti proste roke za mirno spremembo meja na vzhodu in se [...] osredotočiti na poznejšo priključitev nemških ozemelj na vzhodu". Istega leta, ko je bila Poljska v politični in gospodarski krizi, je Stresemann proti njej začel trgovinsko vojno. Stresemann je upal na zaostritev poljske krize, ki bi Nemčiji omogočila, da ponovno pridobi ozemlja, ki so bila po prvi svetovni vojni odstopljena Poljski, poleg tega pa je želel, da bi Nemčija tam pridobila večji trg za svoje izdelke. Zato Stresemann ni želel sodelovati v nobenem mednarodnem sodelovanju, ki bi "predčasno" stabiliziralo poljsko gospodarstvo. V odgovor na britanski predlog je Stresemann nemškemu veleposlaniku v Londonu napisal: "[Dokončno in trajno] dokapitalizacijo Poljske je treba odložiti, dokler država ne bo zrela za ureditev meje v skladu z našimi željami in dokler naš lastni položaj ne bo dovolj močan." V Stresemannovem pismu je bilo zapisano, da do poravnave ne sme priti, "dokler gospodarska in finančna stiska [Poljske] ne bo dosegla skrajne faze in pripeljala celotno poljsko politično telo do stanja nemoči".
Gustav Stresemann je umrl oktobra 1929 v starosti 51 let zaradi možganske kapi. Njegov velik grob se nahaja na berlinskem pokopališču Luisenstadt na Südsternu v Kreuzbergu in vključuje delo nemškega kiparja Huga Ledererja. Stresemannova nenadna in prezgodnja smrt ter smrt njegovega "pragmatično zmernega" francoskega kolega Aristida Brianda leta 1932 in atentat na Briandovega naslednika Louisa Barthouja leta 1934 sta pustila praznino v evropski državotvornosti, ki je še bolj nagnila spolzek teren proti drugi svetovni vojni.
Gustav in Käthe sta imela dva sinova, Wolfganga in Joachima Stresemanna.
