24 октября 1949 году Гёкай был назначен мэром Стамбула. Он занимал эту должность до 26 ноября 1957 года. С целью поддержки малоимущих граждан занимался регулированием цен на основные продукты питания. В 1945 году совместно со швейцарской компанией «Migros» стамбульским муниципалитетом была создана компания «Migros Türk». Также благодаря усилиям Гёкая было начато строительство примерно 50 школ в Стамбуле. Из-за своего невысокого роста Фахреттин Гёкай получил прозвище «маленький губернатор» (Küçük Vali), часто изображался на карикатурах. Обвинялся в бездействии во время беспорядков, произошедших в Стамбуле 6-7 сентября 1955 года. После государственного переворота, произошедшего в 1960 году, был отдан под суд.