Ayant renoncé, en 1968, à la Présidence du Sénat, Gaston Monnerville continue à exercer son mandat sénatorial pendant six ans.
Puis, le 22 février 1974, Alain Poher, son successeur le nomme membre du Conseil Constitutionnel. Cette nomination surprit car, en 1962, Gaston Monnerville avait eu des propos durs lorsque le Conseil Constitutionnel s'était déclaré incompétent pour juger du référendum sur l'élection du Président de la République au suffrage universel.
Gaston Monnerville siègera 9 ans au Conseil, s'interdisant toute prise de position politique pendant cette période, estimant qu'il remplissait une fonction juridictionnelle.
A l'issue de ce mandat, Gaston Monnerville a 86 ans. Il poursuit néanmoins ses activités, prononçant des conférences, participant à des émissions de souvenirs, ou signant quelques préfaces.
Il décède à Paris le 7 novembre 1991, peu avant d'atteindre ses 95 ans.