Als Reaktion auf die Katastrophe von Tschernobyl wurde Wallmann von Bundeskanzler Helmut Kohl am 6. Juni 1986 als erster Bundesminister für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit ins Kabinett berufen. Wichtige staatliche Regelungen während seiner etwa elfmonatigen Amtszeit waren die Änderung des Kfz-Steuer-Gesetzes zur Einführung schadstoffarmer Autos sowie das Wasch- und Reinigungsmittelgesetz vom 5. März 1987, das im Mai 2007 von einem neuen Gesetz abgelöst wurde.