Prezydent Niemiec W listopadzie 2016 został ogłoszony przez kanclerz Angelę Merkel kandydatem koalicji rządowej na stanowisko prezydenta Niemiec w wyborach w 2017. W związku z tym w styczniu 2017 zakończył urzędowanie na stanowisku ministra spraw zagranicznych, przekazując obowiązki swojemu następcy, dotychczasowemu ministrowi gospodarki i energii Sigmarowi Gabrielowi
12 lutego 2017 został wybrany przez Zgromadzenie Federalne w pierwszej turze wyborów na urząd prezydenta Niemiec, zagłosowało na niego 931 spośród 1253 uczestniczących w głosowaniu elektorów. Urząd prezydenta Niemiec objął 19 marca 2017, trzy dni później nastąpiło jego oficjalne zaprzysiężenie.
1 września 2019 w trakcie obchodów 80. rocznicy wybuchu II wojny światowej w Wieluniu zwrócił się do Polaków o przebaczenie niemieckich zbrodni z czasów wojny.
W maju 2021 zadeklarował, że będzie ubiegał się o reelekcję w wyborach prezydenckich w 2022. Poparcie dla niego zadeklarowali socjaldemokraci, obie partie chadeckie, liberałowie, Zieloni i regionalna partia SSW.