13. augustil 1923, keset Ruhri kriisi, nimetati ta suure koalitsioonivalitsuse kantsleriks ja välisministriks. Kantslerina tegi Stresemann palju tööd kriisi lahendamiseks. Nn. kriiside aastal (1923) näitas ta jõudu, kutsudes üles rahvaliku rahumeelse vastupanu Ruhri ääres. Kuna Saksamaa ei olnud enam võimeline streikivatele töölistele maksma, trükiti üha rohkem raha, mis lõpuks viis hüperinflatsioonini. Hans Luther, kes oli senine rahandusminister, lõpetas selle katastroofilise protsessi, võttes kasutusele uue valuuta, Rentenmarki, mis kinnitas rahvale, et demokraatlik süsteem on valmis ja võimeline lahendama pakilisi probleeme.
Stresemanni otsus lõpetada passiivne vastupanu oli ajendatud tema seisukohast, et heas usus tehtud jõupingutused Versailles' tingimuste täitmiseks olid ainus viis, kuidas saada vabastust lepingu karmimatest sätetest. Ta, nagu peaaegu kõik sakslasedki, pidas Versailles't koormavaks diktaadiks, mis rüvetas rahva au. Ta tundis siiski, et katse täita lepingu tingimusi oli ainus viis, kuidas Saksamaa saaks tõestada, et reparatsioonikulud ületasid tõepoolest tema võimekuse. Ta soovis ka Reinimaa tagasi saada - ta kirjutas 23. juulil 1923. aastal kroonprintsile: "Saksa poliitika tähtsaim eesmärk on Saksa territooriumi vabastamine välisriigi okupatsioonist. Kõigepealt tuleb meil eemaldada kuristaja oma kurku".
Mõned tema sammud - näiteks keeldumine kindlalt tegelda õllesaaliputši süüdlastega - võõrandasid aga sotsiaaldemokraadid. Nad lahkusid koalitsioonist ja põhjustasid selle kokkuvarisemise 23. novembril 1923. Stresemann jäi välisministriks oma järeltulija, tsentristliku Wilhelm Marxi valitsusse. Ta jäi välisministriks kogu oma ülejäänud eluks kaheksas järjestikuses valitsuses, mis ulatusid paremtsentristlikust kuni vasaktsentristlikuni.
Välisministrina oli Stresemannil mitmeid saavutusi. Tema esimene märkimisväärne saavutus oli 1924. aasta Dawes'i plaan, millega vähendati Saksamaa üldist reparatsioonikohustust ja reorganiseeriti Reichsbank.
Pärast seda, kui Sir Austen Chamberlainist sai Briti välisminister, soovis ta Briti garantiid Prantsusmaale ja Belgiale, kuna Ameerika Ühendriikide keeldumine Versailles' lepingu ratifitseerimisest oli viinud selleni, et Anglo-Ameerika garantii oli langenud. Stresemann kirjutas hiljem: "Chamberlain ei olnud kunagi meie sõber. Tema esimene tegu oli katse taastada vana Entente läbi Inglismaa, Prantsusmaa ja Belgia kolmikliidu, mis oli suunatud Saksamaa vastu. Saksa diplomaatia seisis katastroofilises olukorras". Stresemann mõtles välja, et Saksamaa garanteerib oma läänepiirid ja lubas, et ei tungi enam kunagi Belgiasse ja Prantsusmaale, koos Suurbritannia garantiiga, et nad tulevad Saksamaale appi, kui Prantsusmaa ründab teda. Saksamaa ei olnud sel ajal võimeline ründama, nagu Stresemann kirjutas kroonprintsile: "Sõjalisest konfliktist loobumisel Prantsusmaaga on ainult teoreetiline tähendus, kuivõrd sõja võimalus Prantsusmaaga puudub". Stresemann pidas läbirääkimisi Locarno lepingute üle Suurbritannia, Prantsusmaa, Itaalia ja Belgiaga. Läbirääkimiste kolmandal päeval selgitas Stresemann Prantsusmaa välisministrile Aristide Briandile Saksamaa nõudmisi. Nagu Stresemann kirja pani, kukkus Briand "peaaegu oma diivanilt maha, kui ta kuulis minu selgitusi". Stresemann ütles, et Saksamaa üksi ei tohiks rahu nimel ohvreid tuua; Euroopa riigid peaksid loovutama Saksamaale kolooniad; desarmeerimiskontrolli komisjon peaks lahkuma Saksamaalt; Inglise-Prantsuse okupatsioon Reinimaal tuleks lõpetada; ning Suurbritannia ja Prantsusmaa peaksid desarmeerima, nagu Saksamaa oli seda teinud. Lepingud allkirjastati 1925. aasta oktoobris Locarnos. Saksamaa tunnustas esimest korda ametlikult Esimese maailmasõja järgset läänepiiri, talle garanteeriti rahu Prantsusmaaga ning lubati Rahvasteliitu astuda ja evakueerida viimased liitlaste okupatsiooniväed Reinimaalt. Saksamaa idapiiri garanteeris Poolale ainult Prantsusmaa, mitte üldine kokkulepe.
Stresemann ei olnud nõus sõlmima sarnast lepingut Poolaga: "Ida Locarnot ei tule," ütles ta. Pealegi ei välistanud ta kunagi jõu kasutamist, et saada tagasi Saksamaa idapoolsed alad, mis olid Versailles' lepingu tagajärjel Poola kontrolli alla sattunud. Põhjuseks olid Poola valitsuse poolt toime pandud või tolereeritud julmused saksa vähemuse vastu endistel Saksa aladel, vt: ja Hermann Rauschning. Rahvasteliidu istungil 15. detsembril 1928 Luganos sõnastas Stresemann nende kuritegude tõttu, mis olid Rahvasteliidule hästi teada, raevuka süüdistuse Poola vastu. Eesistuja, Prantsusmaa välisminister Aristide Briand, lõpetas istungi pärast seda kõnet sõnadega: "Rahvasteliit ei tohi kunagi murda vähemusõiguste püha toetust".
Pärast seda leppimist Versailles' volitustega püüdis Stresemann leevendada kasvavat kahtlust Nõukogude Liidu suhtes. Ta ütles Nikolai Krestinskile 1925. aasta juunis, nagu on kirjas tema päevikus: "Ma olin öelnud, et ma ei tule Venemaaga lepingut sõlmima seni, kuni meie poliitiline olukord teises suunas ei ole selgunud, sest ma tahtsin eitavalt vastata küsimusele, kas meil on Venemaaga leping". 1926. aasta aprillis allkirjastatud Berliini leping kinnitas ja tugevdas 1922. aasta Rapallo lepingut. Septembris 1926 võeti Saksamaa julgeolekunõukogu alalise liikmena vastu Rahvasteliitu. See oli märk sellest, et Saksamaa oli kiiresti muutumas "normaalseks" riigiks, ja kinnitas Nõukogude Liidule Saksamaa siirust Berliini lepingus. Stresemann kirjutas kroonprintsile: "Kõik küsimused, mis tänapäeval Saksa rahvast vaevavad, võib üks osav kõnemees Rahvasteliidu ees muuta sama palju pahameelt tekitavaks Entente'ile". Kuna Saksamaal oli nüüd vetoõigus Liiga resolutsioonide suhtes, võis ta saavutada teistelt riikidelt järeleandmisi Poola piiril tehtavate muudatuste või Austria ühendamise osas, kuna teised riigid vajasid tema häält. Saksamaa võis nüüd tegutseda "kogu saksa kultuurikogukonna eestkõnelejana" ja sellega provotseerida saksa vähemusi Tšehhoslovakkias ja Poolas.
Stresemann oli nende saavutuste eest 1926. aastal Nobeli rahupreemia kaasvõitja.
Saksamaa kirjutas 1928. aasta augustis alla Kellogg-Briandi paktile. Selles loobuti vägivalla kasutamisest rahvusvaheliste konfliktide lahendamiseks. Kuigi Stresemann ei teinud ettepanekut pakti sõlmimiseks, veenis Saksamaa ühinemine paktiga paljusid inimesi, et Weimari Saksamaa oli Saksamaa, kellega oli võimalik nõu pidada. See uus arusaam aitas kaasa 1929. aasta veebruari Youngi plaanile, mis viis Saksamaa reparatsioonimaksete suurema vähendamiseni.
Gustav Stresemanni edu oli paljuski tingitud tema sõbralikust iseloomust ja valmisolekust muutustele. Ta oli paljude mõjukate välismaalastega lähedane isiklik sõber. Kõige tuntum oli Briand, kellega ta jagas rahupreemiat.
Stresemann ei olnud aga mingil juhul prantsusmeelne. Tema peamiseks mureks oli, kuidas vabastada Saksamaa Versailles' lepinguga Suurbritanniale ja Prantsusmaale kehtestatud reparatsioonimaksete koormast. Tema strateegia selleks oli sõlmida majandusliit Ameerika Ühendriikidega. USA oli Saksamaa peamine toidu- ja tooraineallikas ning üks Saksamaa suurimaid tööstuskaupade eksporditurgusid. Saksamaa majanduslik taastumine oli seega USA huvides ja andis USA-le stiimuli aidata Saksamaal vabaneda reparatsioonikoormast. Dawesi ja Youngi plaanid olid selle strateegia tulemus. Stresemannil olid tihedad suhted Herbert Hooveriga, kes oli aastatel 1921-28 kaubandusminister ja alates 1929. aastast president. See strateegia toimis märkimisväärselt hästi, kuni suur majanduslangus pärast Stresemanni surma selle rööbastelt maha tõmbas.
Välisministeeriumi ajal hakkas Stresemann üha enam nõustuma vabariigiga, mida ta algul tagasi lükkas. Olles palju kaasa aidanud nõrga demokraatliku korra (ajutisele) kindlustamisele, peeti Stresemanni 1920. aastate keskpaigaks Vernunftrepublikaneriks - inimeseks, kes aktsepteeris vabariiki kui vähimat kurja, kuid oli südames ikka veel lojaalne monarhiale. Konservatiivne opositsioon kritiseeris teda selle eest, et ta toetas vabariiki ja täitis liiga meelsasti lääneriikide nõudmisi. Koos Matthias Erzbergeri ja teistega rünnati teda kui Erfüllungspolitikerit ("täitmispoliitikut").
1925. aastal, kui ta tegi esimest korda ettepaneku sõlmida kokkulepe Prantsusmaaga, tegi ta selgeks, et kavatseb sellega "saada vabad käed, et tagada piiride rahumeelne muutmine idas ja [...] keskenduda idas asuvate Saksa alade hilisemale inkorporeerimisele". Samal aastal, kui Poola oli poliitilises ja majanduslikus kriisis, alustas Stresemann kaubandussõda selle riigi vastu. Stresemann lootis Poola kriisi eskaleerumisele, mis võimaldaks Saksamaal tagasi saada pärast Esimest maailmasõda Poolale loovutatud territooriumid, ning ta soovis, et Saksamaa saaks oma toodetele seal suuremat turgu. Seega keeldus Stresemann igasugusest rahvusvahelisest koostööst, mis oleks "enneaegselt" taastanud Poola majanduse. Vastuseks Briti ettepanekule kirjutas Stresemann Saksa suursaadikule Londonis: "[Poola lõplik ja kestev rekapitaliseerimine] tuleb edasi lükata, kuni riik on küps meie soovidele vastavaks piiride lahendamiseks ja kuni meie enda positsioon on piisavalt tugev". Stresemanni kirja kohaselt ei tohiks kokkulepet sõlmida "enne, kui [Poola] majanduslik ja rahaline häda on jõudnud äärmusesse ja viinud kogu Poola poliitilise keha jõuetusse seisundisse".
Gustav Stresemann suri 1929. aasta oktoobris 51-aastaselt insuldi tagajärjel. Tema massiivne hauaplats asub Berliini Luisenstadti kalmistul Südsternis Kreuzbergis ja sisaldab saksa skulptori Hugo Ledereri töid. Stresemanni ootamatu ja enneaegne surm, samuti tema "pragmaatilise mõõduka" Prantsuse kolleegi Aristide Briand'i surm 1932. aastal ja Briand'i järeltulija Louis Barthou mõrvamine 1934. aastal jätsid Euroopa riigijuhtimisse vaakumi, mis kallutas veelgi enam Teise maailmasõja poole.
Gustavil ja Käthe'l oli kaks poega, Wolfgang ja Joachim Stresemann.
