5年（民国14年）7月，广州国民政府成立，伍朝枢任国民政府委员、军事委员会委员、司法委员会委员、广州市政厅委员长。1926年（民国15年）3月，中山舰事件发生，蒋介石同汪兆铭（汪精卫）、胡汉民对立，伍朝枢支持后者。同年5月，因在政争中败北，伍朝枢辞任，赴上海。
条约改正.1927年（民国16年）9月，任南京的国民政府外交部长。同年11月，向各国发表撤废不平等条约的宣言。此后，继任的外交部长们努力从事撤废不平等条约的外交交涉。1928年（民国17年）初，伍朝枢辞去外交部长，赴欧美