O número quatro do ranking ATP era o cabeça de série número 1 no torneio alemão, que marca o início da temporada de relva antes de Wimbledon, que começa a 1 de julho.
O alemão perdeu a final de Paris depois de passar mais de quatro horas em court contra Carlos Alcaraz, no domingo.
"Joguei muito ténis nas últimas semanas e cheguei à final em Paris, onde joguei cinco sets difíceis ", disse Alexander Zverev em comunicado.
"Tenho a sensação de que o meu corpo não está preparado para mudar da terra batida para a relva", acrescentou.
Zverev competiu pela última vez em Estugarda em 2019, perdendo o seu jogo de abertura para Dustin Brown.
O alemão foi substituído no sorteio de Estugarda pelo veterano francês Richard Gasquet, que vai enfrentar Brandon Nakashima depois de o americano ter vencido o compatriota Christopher Eubanks por 7-6 (4), 6-4 na terça-feira.