Nach dem Ende des Weltkriegs war Gamelin Leiter der französischen Militärmission in Brasilien (1919 bis 1924). Anschließend diente er von 1924 bis 1929 als Oberbefehlshaber der französischen Kolonialtruppen in der Levante (Völkerbundmandat für Syrien und Libanon). Dort schlug Gamelin Aufstände der Einheimischen nieder (Syrische Revolution) und befriedete die Region. 1929 kehrte er als Kommandant eines Armeekorps nach Frankreich zurück. 1931 wurde er schließlich als Nachfolger Maxime Weygands Generalstabschef des französischen Heeres und 1935 Vizepräsident des Obersten Kriegsrats und Generalinspekteur der Streitkräfte.