Jesienią 1989 w NRD miały miejsce wydarzenia, które doprowadziły do upadku komunizmu w tym kraju: masowe demonstracje i ucieczki obywateli. 18 października 1989 na posiedzeniu Biura Politycznego Stoph zażądał ustąpienia Honeckera mówiąc: „Erich, dalej się nie da, musisz odejść”. W wyniku wydarzeń politycznych w NRD 7 listopada 1989 Stoph podał do dymisji swój rząd. Na posiedzeniu Izby Ludowej przyznał, że rząd NRD nie wypełniał swoich zadań zgodnie z konstytucją i był jedynie wykonawcą postanowień Biura Politycznego. Za fiasko dotychczasowej polityki winił Ericha Honeckera i Güntera Mittaga. 8 listopada 1989 do dymisji podało się całe Biuro Polityczne KC SED, a wraz z nim także Stoph.
17 listopada 1989 Stoph został odwołany ze składu Rady Państwa NRD i na wniosek KC SED oddał mandat deputowanego do Izby Ludowej. 3 grudnia 1989 uchwałą KC SED został wydalony z partii. 8 grudnia 1989 prokurator generalny NRD wszczął postępowanie wyjaśniające wobec Stopha w związku z podejrzeniem wykorzystania urzędu celem wzbogacenia się oraz korupcji na szkodę gospodarki. W listopadzie 1989 został odkryty luksusowy dom myśliwski Stopha na terenie później utworzonego Parku Narodowego Müritz. W wyniku tego został aresztowany. W lutym 1990 Stoph został zwolniony z aresztu ze względu na zły stan zdrowia.