- Panglima Kodam V/Brawijaya, 2010 - 21 Okt 2011. (Memimpin wilayah militer Jawa Timur).
- Dankodiklat TNI AD, 21 Oktober 2011 – 5 Juni 2013. (Bertanggung jawab atas pelatihan dan doktrin TNI AD).
- Panglima Komando Cadangan Strategis AD (Pangkostrad), 5 Juni 2013 – 5 September 2014. (Memimpin pasukan cadangan strategis TNI AD).
- Kepala Staf TNI Angkatan Darat (KSAD), 25 Jul 2014 – 15 Juli 2015. (Ditunjuk oleh Presiden SBY dan kemudian dilanjutkan oleh Presiden Jokowi).
- Panglima TNI, 8 Juli 2015 – 8 Desember 2017. (Panglima TNI ke-19 menggantikan Jenderal Moeldoko).
Selama menjabat sebagai Panglima TNI, Gatot dikenal aktif dalam isu-isu kebangsaan dan kerap menyuarakan pentingnya menjaga persatuan serta kewaspadaan terhadap ancaman ideologi asing. Dia juga terlibat dalam berbagai kegiatan sosial dan keagamaan, termasuk mendukung toleransi antarumat beragama.
Gatot pensiun dari militer pada 31 Maret 2018 setelah 36 tahun berdinas. Pascapensiun, dia aktif dalam berbagai kegiatan sosial dan politik, termasuk bergabung dalam gerakan sipil seperti Purnawirawan Pengawal Kedaulatan Negara (PPKN).