Ruhrin kriisin keskellä 13. elokuuta 1923 hänet nimitettiin suuren koalitiohallituksen kansleriksi ja ulkoministeriksi. Liittokanslerina Stresemann edisti pitkälle kriisin ratkaisemista. Niin sanottuna kriisivuonna (1923) hän osoitti voimaa lopettamalla kansan rauhanomaisen vastarinnan Ruhrin alueella. Koska Saksa ei enää pystynyt maksamaan lakkoileville työläisille, rahaa painettiin yhä enemmän, mikä johti lopulta hyperinflaatioon. Nykyinen valtiovarainministeri Hans Luther lopetti tämän katastrofaalisen prosessin ottamalla käyttöön uuden valuutan, Rentenmarkin, joka rauhoitti kansaa siitä, että demokraattinen järjestelmä oli halukas ja kykenevä ratkaisemaan kiireelliset ongelmat.
Stresemannin päätös lopettaa passiivinen vastarinta perustui hänen näkemykseensä, jonka mukaan vilpittömät ponnistelut Versailles'n ehtojen täyttämiseksi olivat ainoa keino saada helpotusta sopimuksen ankarampiin määräyksiin. Hän, kuten lähes kaikki saksalaiset, piti Versailles'ta rasittavana diktatuurina, joka tahrasi kansakunnan kunniaa. Hän kuitenkin katsoi, että pyrkimys täyttää sopimuksen ehdot oli ainoa tapa, jolla Saksa saattoi osoittaa, että korvauslasku todella ylitti sen kapasiteetin. Hän halusi myös saada takaisin Reininmaan - hän kirjoitti kruununprinssille 23. heinäkuuta 1923: "Saksan politiikan tärkein tavoite on Saksan alueen vapauttaminen ulkomaisesta miehityksestä. Ensin meidän on poistettava kuristaja kurkustamme".
Jotkin hänen toimistaan - kuten kieltäytyminen puuttumasta päättäväisesti Beer Hall Putschiin syyllistyneisiin - kuitenkin vieraannuttivat sosiaalidemokraatit. He jättivät koalition ja aiheuttivat sen hajoamisen 23. marraskuuta 1923. Stresemann jäi ulkoministeriksi seuraajansa, keskustalaisen Wilhelm Marxin hallitukseen. Hän pysyi ulkoministerinä koko loppuelämänsä ajan kahdeksassa peräkkäisessä hallituksessa, jotka vaihtelivat keskustaoikeistosta keskusta-vasemmistoon.
Ulkoministerinä Stresemannilla oli lukuisia saavutuksia. Hänen ensimmäinen merkittävä saavutuksensa oli Dawesin suunnitelma vuodelta 1924, jolla vähennettiin Saksan kokonaiskorvaussitoumusta ja järjestettiin Reichsbank uudelleen.
Kun Sir Austen Chamberlainista tuli Britannian ulkoministeri, hän halusi Britannian takuun Ranskalle ja Belgialle, koska angloamerikkalainen takuu oli rauennut, koska Yhdysvallat oli kieltäytynyt ratifioimasta Versaillesin sopimusta. Stresemann kirjoitti myöhemmin: "Chamberlain ei ollut koskaan ollut ystävämme. Hänen ensimmäinen tekonsa oli yrittää palauttaa vanha Entente Englannin, Ranskan ja Belgian kolmen vallan liiton avulla, joka oli suunnattu Saksaa vastaan. Saksan diplomatia joutui katastrofaaliseen tilanteeseen". Stresemann keksi ajatuksen, että Saksa takaisi länsirajansa, ja lupasi, ettei se enää koskaan hyökkää Belgiaan ja Ranskaan, sekä Britannian takuun siitä, että se tulisi Saksan avuksi, jos Ranska hyökkäisi. Saksalla ei ollut tuolloin mitään mahdollisuuksia hyökätä, kuten Stresemann kirjoitti kruununprinssille: "Sotilaallisesta konfliktista luopumisella Ranskan kanssa on vain teoreettinen merkitys, sikäli kuin sotaa Ranskan kanssa ei ole mahdollista käydä". Stresemann neuvotteli Locarnon sopimukset Britannian, Ranskan, Italian ja Belgian kanssa. Kolmantena neuvottelupäivänä Stresemann selitti Saksan vaatimukset Ranskan ulkoministerille Aristide Briandille. Kuten Stresemann totesi, Briand "melkein putosi sohvalta kuullessaan selitykseni". Stresemann sanoi, että Saksa ei saisi yksin tehdä uhrauksia rauhan puolesta, Euroopan maiden olisi luovutettava siirtomaita Saksalle, aseistariisunnan valvontakomission olisi poistuttava Saksasta, englantilais-ranskalainen Reininmaan miehitys olisi lopetettava ja Britannian ja Ranskan olisi riisuttava aseet kuten Saksa oli tehnyt. Sopimukset allekirjoitettiin lokakuussa 1925 Locarnossa. Saksa tunnusti ensimmäistä kertaa virallisesti ensimmäisen maailmansodan jälkeisen länsirajan, ja sille taattiin rauha Ranskan kanssa. Lisäksi se lupasi liittyä Kansainliiton jäseneksi ja evakuoida viimeiset liittoutuneiden miehitysjoukot Reininmaalta. Saksan itärajat taattiin Puolalle vain Ranskan toimesta, ei yleisellä sopimuksella.
Stresemann ei ollut halukas tekemään samanlaista sopimusta Puolan kanssa: "Idän Locarnoa ei tule", hän sanoi. Hän ei myöskään koskaan sulkenut pois voimankäyttöä Saksan itäisten alueiden takaisin saamiseksi, jotka olivat joutuneet Puolan hallintaan Versaillesin sopimuksen seurauksena. Syynä olivat Puolan hallituksen tekemät tai sallimat julmuudet saksalaisvähemmistöä kohtaan entisillä Saksan alueilla, ks. ja Hermann Rauschning. Kansainliiton istunnossa Luganossa 15. joulukuuta 1928 Stresemann muotoili raivokkaan syytteen Puolaa vastaan näiden rikosten vuoksi, jotka olivat hyvin Kansainliiton tiedossa. Puheenjohtaja Aristide Briand, Ranskan ulkoministeri, päätti istunnon tämän puheen jälkeen sanoihin: "Kansainliitto ei saa koskaan rikkoa vähemmistöoikeuksien pyhää tukea."
Tämän Versaillesin valtojen kanssa tehdyn sovinnon jälkeen Stresemann pyrki hälventämään Neuvostoliittoon kohdistuvaa kasvavaa epäluuloa. Hän sanoi Nikolai Krestinskille kesäkuussa 1925, kuten hänen päiväkirjastaan käy ilmi: "Olin sanonut, etten tule tekemään sopimusta Venäjän kanssa niin kauan kuin poliittinen tilanteemme toisella suunnalla ei ole selvitetty, sillä halusin vastata kieltävästi kysymykseen, onko meillä sopimus Venäjän kanssa". Huhtikuussa 1926 allekirjoitettu Berliinin sopimus vahvisti ja lujitti vuoden 1922 Rapallon sopimusta. Syyskuussa 1926 Saksa hyväksyttiin Kansainliiton turvallisuusneuvoston pysyväksi jäseneksi. Tämä oli merkki siitä, että Saksasta oli nopeasti tulossa "normaali" valtio, ja se vakuutti Neuvostoliittoa Saksan vilpittömyydestä Berliinin sopimuksen suhteen. Stresemann kirjoitti kruununprinssille: "Kaikki kysymykset, jotka nykyään askarruttavat Saksan kansaa, voidaan muuttaa yhtä moneksi harmiksi ententeille taitavalla puhujalla Kansainliiton edessä". Koska Saksalla oli nyt veto-oikeus Liittoutuman päätöslauselmiin, se saattoi saada muilta mailta myönnytyksiä Puolan rajan muutoksista tai Anschlussista Itävallan kanssa, koska muut maat tarvitsivat sen ääntä. Saksa saattoi nyt toimia "koko saksalaisen kulttuuriyhteisön puolestapuhujana" ja siten provosoida Tšekkoslovakian ja Puolan saksalaisia vähemmistöjä.
Stresemann sai näistä saavutuksista Nobelin rauhanpalkinnon vuonna 1926.
Saksa allekirjoitti Kellogg-Briandin sopimuksen elokuussa 1928. Siinä luovuttiin väkivallan käytöstä kansainvälisten konfliktien ratkaisemiseksi. Vaikka Stresemann ei ehdottanut sopimusta, Saksan liittyminen sopimukseen sai monet vakuuttuneiksi siitä, että Weimarin Saksa oli Saksa, jonka kanssa voitiin keskustella. Tämä uusi oivallus vaikutti ratkaisevasti helmikuussa 1929 hyväksyttyyn Youngin suunnitelmaan, joka johti Saksan korvausten vähentämiseen.
Gustav Stresemannin menestys johtui paljolti hänen ystävällisestä luonteestaan ja muutoshalukkuudestaan. Hän oli läheinen henkilökohtainen ystävä monien vaikutusvaltaisten ulkomaalaisten kanssa. Merkittävin oli Briand, jonka kanssa hän jakoi rauhanpalkinnon.
Stresemann ei kuitenkaan ollut missään mielessä ranskalaismielinen. Hänen päähuolensa oli se, miten Saksa voisi vapauttaa itsensä Versaillesin sopimuksessa määrätyistä hyvitysmaksuista Isolle-Britannialle ja Ranskalle. Hänen strategiansa tähän oli muodostaa taloudellinen liitto Yhdysvaltojen kanssa. Yhdysvallat oli Saksan tärkein elintarvikkeiden ja raaka-aineiden lähde ja yksi Saksan suurimmista teollisuustuotteiden vientimarkkinoista. Saksan talouden elpyminen oli siten Yhdysvaltojen etujen mukaista, ja se antoi Yhdysvalloille kannustimen auttaa Saksaa pääsemään eroon korvausrasitteesta. Dawes- ja Young-suunnitelmat olivat tämän strategian tulos. Stresemannilla oli läheinen suhde Herbert Hooveriin, joka oli kauppaministeri vuosina 1921-28 ja presidentti vuodesta 1929. Tämä strategia toimi hämmästyttävän hyvin, kunnes Stresemannin kuoleman jälkeinen suuri lama suisti sen raiteiltaan.
Ulkoministeriössä ollessaan Stresemann alkoi yhä enemmän hyväksyä tasavallan, jonka hän oli aluksi torjunut. Kun Stresemann oli 1920-luvun puoliväliin mennessä vaikuttanut paljon heikon demokraattisen järjestyksen (väliaikaiseen) lujittamiseen, häntä pidettiin Vernunftrepublikanerina - henkilönä, joka hyväksyi tasavallan pienimpänä pahana kaikista paheista, mutta oli sydämessään edelleen uskollinen monarkialle. Konservatiivinen oppositio arvosteli häntä siitä, että hän tuki tasavaltaa ja täytti liian auliisti länsivaltojen vaatimukset. Matthias Erzbergerin ja muiden ohella häntä vastaan hyökättiin Erfüllungspolitikerina ("täyttymyspoliitikkona").
Kun hän vuonna 1925 ehdotti ensimmäistä kertaa sopimusta Ranskan kanssa, hän teki selväksi, että hän aikoi näin "saada vapaat kädet itäisten rajojen rauhanomaisen muuttamisen varmistamiseksi ja [...] keskittyä itäisten saksalaisalueiden myöhempään liittämiseen". Samana vuonna, kun Puola oli poliittisessa ja taloudellisessa kriisissä, Stresemann aloitti kauppasodan maata vastaan. Stresemann toivoi Puolan kriisin kärjistymistä, jonka avulla Saksa voisi saada takaisin Puolalle ensimmäisen maailmansodan jälkeen luovutettuja alueita, ja hän halusi Saksan saavan siellä suuremmat markkinat tuotteilleen. Niinpä Stresemann kieltäytyi kaikesta kansainvälisestä yhteistyöstä, joka olisi "ennenaikaisesti" vakauttanut Puolan talouden. Vastauksena Britannian ehdotukseen Stresemann kirjoitti Saksan Lontoon suurlähettiläälle: "[Puolan] lopullista ja kestävää elvyttämistä on lykättävä, kunnes maa on kypsä rajojen selvittämiseen toiveittemme mukaisesti ja kunnes oma asemamme on riittävän vahva". Stresemannin kirjeen mukaan ratkaisua ei saisi tehdä "ennen kuin [Puolan] taloudellinen ja rahoituksellinen ahdinko on saavuttanut äärimmäisen vaiheen ja saattanut koko Puolan poliittisen järjestelmän voimattomuuden tilaan".
Gustav Stresemann kuoli aivohalvaukseen lokakuussa 1929 51-vuotiaana. Hänen massiivinen hautapaikkansa sijaitsee Berliinin Luisenstadtin hautausmaalla Südsternissä Kreuzbergin kaupunginosassa ja sisältää saksalaisen kuvanveistäjän Hugo Ledererin teoksia. Stresemannin äkillinen ja ennenaikainen kuolema sekä hänen "pragmaattisen maltillisen" ranskalaisen virkaveljensä Aristide Briandin kuolema vuonna 1932 ja Briandin seuraajan Louis Barthoun salamurha vuonna 1934 jättivät Euroopan valtiomiesten joukkoon tyhjiön, joka kallistutti entisestään liukasta tietä kohti toista maailmansotaa.
Gustav ja Käthe saivat kaksi poikaa, Wolfgang ja Joachim Stresemann.
