Schwarzenegger is
Republikein, wat in de Amerikaanse filmindustrie ongebruikelijk is. Hij steunde president
Ronald Reagan, de vroegere gouverneur van Californië.
In 2003 besloot Schwarzenegger een poging te doen om gouverneur van Californië te worden. Daartoe moest hij echter eerst de juist verkozen zittende gouverneur
Gray Davis (een Democraat) verslaan in een zogenaamde
recall election. Een dergelijke verkiezing kan volgens de wetten van Californië worden gehouden als 12% van het aantal stemmers dat aan de voorgaande verkiezingen had deelgenomen een
petitie tekent om een recall election te houden. Schwarzenegger verweet Gray een gebrek aan leiderschap en stelde de deplorabele staat van de Californische economie aan de orde. Vanwege zijn grote bekendheid en populariteit lukte het Schwarzenegger inderdaad het benodigde aantal handtekeningen bij elkaar te krijgen. Hij stelde zich kandidaat voor de gouverneursverkiezingen in
Californië op 7 oktober. Schwarzenegger werd gesteund door een campagneteam met onder anderen de Amerikaanse oud-minister van Buitenlandse Zaken
George Shultz. Enkele dagen voor de verkiezingen raakte hij in opspraak door beschuldigingen van vroeger
seksueel misbruik en van sympathieën voor
Adolf Hitler, maar desondanks versloeg hij zittend gouverneur Davis.
Op 7 november 2006 werd Schwarzenegger herkozen voor een tweede ambtstermijn als gouverneur van de staat Californië. Hij was gouverneur tot 3 januari 2011, toen hij werd opgevolgd door
Jerry Brown. Schwarzenegger mocht zich na twee termijnen niet opnieuw verkiesbaar stellen. Zijn aanhang onder het electoraat was in december 2010 trouwens geslonken tot 23%.
[6]
Van zijn verkiezingsbeloftes was niets terechtgekomen. Hij heeft geen enkele ter dood veroordeelde gevangene gratie verleend vanaf de dag dat hij gouverneur werd (er werden drie doodvonnissen voltrokken).
Het overheidstekort was tijdens zijn termijnen opgelopen van 4,5 miljard euro tot 19 miljard euro. Gevangenen werden vrijgelaten bij gebrek aan cellen en ook de scholen waren overvol. De "governator" zat jarenlang klem tussen de Democraten die niet verder wilden bezuinigen en de Republikeinen die de belastingen niet wilden verhogen. Wel oogstte hij lof voor zijn progressieve milieubeleid.