בבחירות שנערכו בשנת 2011 הירוקים הובילו קמפיין משותף יחד עם המפלגה הסוציאל-דמוקרטית וניצחו את המפלגה הנוצרית-דמוקרטית. חלק מהקמפיין נבע מומנטום סביבתי לאחר האסון הגרעיני בפוקושימה שאירע במרץ באותה השנה. הבטחות נוספות בקמפיין כללו כיבוי תחנות כוח גרעיניות, הגבלת מהירות אוטובוסים ורפורמות בחינוך. בבחירות אלו קרטשמן נבחר להנהיג את באדן-וירטמברג. ניצחונו הביא לסיום 58 שנים של הנהגת הימין במדינה.