Po zwycięstwie Komunistycznej Partii Czechosłowacji w wyborach parlamentarnych w 1946 Gottwald objął urząd premiera, podczas kampanii wyborczej promował wówczas pomoc dla rolników indywidualnych i małych przedsiębiorców oraz współpracę z inteligencją. W lutym 1948 doprowadził do przejęcia władzy dyktatorskiej przez komunistów przy zachowaniu fasady systemu wielopartyjnego. 14 czerwca 1948, po rezygnacji Edvarda Beneša, został prezydentem Czechosłowacji.
Pomimo wcześniejszego zainteresowania Gottwalda „czechosłowacką drogą do socjalizmu”, po przejęciu władzy przystąpiono do stalinizacji państwa. W gospodarce postawiono na przemysł ciężki i gwałtowną kolektywizację rolnictwa.
W okresie rządów Gottwalda wydano ponad 230 wyroków śmierci, tysiące przeciwników politycznych poddano represjom lub skazano na więzienie. W 1950 Gottwald, pomimo licznych apeli, nie ułaskawił znanej polityk Milady Horákovej. Czystki dotknęły też polityków komunistycznych: Rudolfa Slánskiego, Vladimíra Clementisa czy Gustáva Husáka.
Śmierć i pochówek Cierpiał na alkoholizm i syfilis. Pod koniec życia odcięty był od ludzi i aktywu partyjnego, miał żyć w atmosferze paranoi i strachu.