Auf Grund seiner Kenntnisse der lokalen Gegebenheiten wurde Götzen im März 1901 unter Beförderung zum Major als Gouverneur Deutsch-Ostafrikas ernannt. Nachdem es schon Ende der 1880er Jahre Aufstände der einheimischen Bevölkerung gegen die Kolonialbestrebungen gegeben hatte, musste sich Götzen 1905 mit dem Ausbruch des Maji-Maji-Aufstandes auseinandersetzen, der bald etwa die Hälfte der Kolonie erfasste, womit dieser Aufstand kaum hinter dem Hererokrieg in Deutsch-Südwestafrika zurückstand, auch wenn er in der Öffentlichkeit weniger wahrgenommen wurde. Von Götzen sah sich gezwungen, Verstärkung aus Deutschland anzufordern, mit deren Hilfe er den Aufstand niederschlug. Schätzungen der Todesopfer der dem Aufstand aufgrund der Politik der verbrannten Erde folgenden Hungersnot liegen auf Seiten der Aufständischen je nach Quelle bei 75.000, 100–120.000 oder 200–300.000, während die Schutztruppe unter Götzen offiziellen Angaben zufolge 15 Europäer und 389 afrikanische Soldaten verlor.