1959年1月8日戴高乐将军就任法兰西第五共和国首任总统法国第四共和国政府频频更迭，政局动荡，1958年5月法属阿尔及尔又爆发起义，军队开始干预政治，有引起内战的危险。戴高乐感到时势要求他再度出山。5月15日，长期沉默的 戴高乐戴高乐发表一个声明：“12年来，法国面临种种问题，非政党体制所能解决，国家一直处在这种灾难状态中。上一次，国家在危急存亡的关头曾赋予我重任，领导全国救亡图存。今天，当国家再次面临考验时，它一定知道我已经做好了接管共和国权力的准备。” 6月1日，戴高乐就任总理，12月21日被选为法国总统，新宪法授予总统更多的权力，法国从此进入了第五共和国时期。
当时，法国军队陷入了阿尔及利亚战争的泥潭中，戴高乐决心甩掉这个包袱，允许阿尔及利亚独立。他采取全民表决的形式，让法国人民和阿尔及利亚人民决定是否赋予阿尔及利亚以自决权，结果70%以上的选民投了赞成票。这表明戴高乐的政策受到拥护。随后，戴高乐制服了驻阿尔及利亚的法军高级将领的叛乱，避免了法国的内战，和平地完成了法属非洲的非殖民化。
军队中的一些极端分子不能饶恕戴高乐这种“抛弃我们的阿尔及利亚兄弟”的“出卖行为”，转入暴力和恐怖行动。后来至少发生了4起阴谋杀害戴高乐将军的事件，其中的两次已经付诸行动。一次是1961年9月8日晚上，当戴高乐乘车从巴黎返回科龙贝时，突然被一片火力网包围，幸好阴谋者埋设的90磅炸药没有爆炸，他的防弹车冲了过去。另一次是1962年8月22日发生在戴高乐乘车前往库布莱镇军用机场的路上，路旁的两辆汽车卫突然射出数百发子弹，其中十几发子弹击中了戴高乐那辆坚固的雪铁龙防弹车，一颗子弹击破后窗，在离他头部几英寸的地方掠过。事后戴高乐回忆道：“令人难以置信的侥幸，我们谁都没有中弹，那就让戴高乐继续走自己的路，履行自己的职责吧。”
戴高乐连续当了两届（11年）总统。他把主要精力放在对外事务上。他一直反对美国对法国的控制，要求在北大西洋公约组织内与美英同享决策权。这一要求遭到美国拒绝后，他撤销了北约对法国空军和舰队的指挥权，进而退出北约。迫使美国撤出在法国的驻军和基地。戴高乐反对大国核垄断政策，法国于1960年3 月自己制造原子弹获得成功，并逐渐发展成为一支不容忽视的独立的核遏制力量。戴高乐充分利用法国的否决权，把英国排斥在欧洲经济共同体之外，以便把欧洲经济共同体作为他外交政策的工具，并发展成为一支独立的政治势力。戴高乐主张东西方“缓和与合作”，出访苏联和东欧国家，开始与苏联和东欧国家进行贸易和文化交流。
1964年1月，法国不顾美国和它的大多数盟国只承认台湾的国民党政府这一状况，宣布同中华人民共和国建立外交关系。戴高乐在记者招待会上表示：法国不得不考虑这样的事实，在亚洲，没有中国的参加，就不能办成任何大事。”
与外交相比，戴高乐在内政方面的作为就颇为逊色了。在重新执政的最初几年，他通过发行公债的办法，缓和了通货膨胀，稳定了货币；减少行政费用开支，提高商业税，解除官方对商业的控制，使国民生产总值逐年上升，国家的黄金和美元储备增加。随后，戴高乐抛出了一个又一个计划，想使法国的经济强大起来，但都没有成功。到1967年情况急剧恶化。失业增长率急剧上升，工厂关闭或开工不足，工人和职员纷纷举行示威和罢工。
1968年 5月突然爆发了大规模的学生和工人运动，使戴高乐的威信急剧下降。翌年4月27日，戴高乐将地方区域改革方案和参议院改革方案交给公民投票表决，想以此获得选民的支持，结果使他大失所望，有52%的选民反对他的改革方案。戴高乐当即宣布下野，发表了一个简短的声明：“我将停止执行共和国总统的职务。这个决定自今日中午生效。”
79岁的戴高乐下野以后，拒绝享受离任总统的薪俸和住房，只带走了两个常年使用的书柜，还按新书柜付了款。他又回到了科龙贝家中写回忆录，把大部分时间都花在建立他这座最后的文字纪念碑上。所以说，戴高乐才是真正的功成不居。村民经常可以看到戴高乐在村边散步，默默地回首往事，看上去心情是那样的抑郁。戴高乐没能把回忆录写完，于1970年11月9日因心脏病猝然逝世。蓬皮杜总统于次日向法国人民发表广播讲话：“戴高乐将军逝世了，法国失去了亲人。1940年，戴高乐将军拯救了我们的荣誉。1944年，他领导我们走向解放和胜利。1958年，他把我们从内战的威胁中救了出来，他使今天的法国有了自己的制度、独立和国际地位……让我们向法国保证，我们决不辜负我们所得到的教诲，愿戴高乐将军永远活在全国人民的心中。”
