Stoph fortsatte i disse rollene frem til regimets sammenbrudd i 1989. Allerede i 1986 forsøkte han å få Mikhail Gorbatsjovs støtte for å fjerne Honecker fra makten, men ikke før 18. oktober 1989 hadde han mulighet til å få Honecker til å følge rådet om å gå av. Mindre enn en måned senere, 7. november, gikk Stoph selv av sammen med hele regjeringen, under trykket av demonstrasjoner og masseflukt til Vest-Tyskland. Han erkjente overfor at regjeringen ikke har tatt sitt politiske ansvar, men plasserte det største ansvaret for Øst-Tysklands sammenbrudd på Honecker og Günter Mittag. 8. november avgikk hele SEDs politbyrå, inkludert Stoph, og 17. november ble han avskjediget fra statsrådet og avgikk fra . 3. desember ble Stoph ekskludert fra SED av partiets sentralkomité.