رهنما در سال ۱۳۰۵ که [[مهدی‌قلی هدایت]] وزارت فوائد عامه را به عهده گرفت، معاون او شد. اردیبهشت سال بعد [[مهدی مشیرفاطمیمشیر فاطمی]] از وزارت داخله کناره گرفت، هدایت سرپرستی این وزارتخانه را به او سپرد و در خرداد که نخست وزیر شد، رهنما را معاون خود کرد. در ۱۳۰۷ [[میرزا یحیی قراگوزلو|اعتمادالدوله قره‌گوزلو]] وزیر فرهنگ، رهنما را معاون خود کرد و او چند سال در این سمت ماند. در سال ۱۳۱۳ با تأسیس [[دانشگاه تهران]] به استادی این دانشگاه انتخاب شد و پایه دانشکدهٔ فنی را گذاشت و ریاست آن را به عهده گرفت. پس از استقلال دانشگاه تهران، معاونت دانشگاه هم ضمیمه کارش شد. رهنما از اعضای پیوستهٔ فرهنگستان هم بود و همچنین از سال ۱۳۱۸ تا زمان مرگ ریاست هیئت نظار بانک ملی را برعهده داشت. او در سال ۱۳۲۴ در سه کابینه متوالی، وزیر فرهنگ بود.
غلامحسین رهنما در ایوان مقبره ناصرالدین شاه در جوار شاه عبدالعظیم در باغ جیران در شهر ری به خاک سپرده شده است.
