Platzeck ble den 22. november 1990 miljøvernminister i Manfred Stolpes kabinett i Brandenburg, i en koalisjon bestående av SPD, FDP og Bündnis 90. Også etter å ha trådt ut av partiet beholdt han sin ministerpost. Han ble som partiløs også medlem av den partimessig rene SPD-regjeringen i Brandenburg i 1994. I denne stillingen oppnådde han stor popularitet som realistisk og pragmatisk krisehåndterer under Oder-flommen sommeren 1997.