Wkrótce zdemobilizowany, również w 1940 dołączył do francuskiego ruchu oporu. Jako adwokat w Marsylii bronił osób represjonowanych z przyczyn politycznych. W konsekwencji sam był również inwigilowany i zatrzymywany. W podziemiu posługiwał się pseudonimem „Saint-Just”. W 1944 wraz z żoną zorganizował szpital wojskowy w Cheylade. W 1944 został członkiem prowizorycznego parlamentu, od 1945 zasiadał w konstytuancie. Powrócił do praktyki prawniczej, został też przewodniczącym komisji odpowiedzialnej za przygotowanie opracowanie nowego statusu politycznego terytoriów zamorskich. W 1946 wszedł w skład Rady Republiki – nowo utworzonej izby wyższej. W następnym roku zmarł jej przewodniczący Auguste Champetier de Ribes. Gaston Monnerville został wybrany na jego następcę, kierował tym gremium do końca IV Republiki w 1958.
Był zwolennikiem powrotu generała Charles’a de Gaulle’a do władzy i uchwalenia nowej konstytucji. W 1958 został pierwszym przewodniczącym Senatu (nowej izby wyższej). Został następnie wybrany do tej izby w 1959, uzyskując reelekcję w 1965. Utrzymywał również stanowisko jej przewodniczącego. Wkrótce znalazł się w opozycji do środowiska gaullistów, sprzeciwiał się m.in. wprowadzeniu powszechnych wyborów prezydenckich.