Перри вступил в должность губернатора 21 декабря 2000 года, после отставки Джорджа Буша-старшего, который готовился стать президентом США. На законодательной сессии 2001 года Перри установил рекорд по использованию права вето, отклонив 82 закона - больше, чем любой другой губернатор за одну законодательную сессию за всю историю штата со времен Реконструкции. В 2002 году он был избран вновь. В 2002 году Перри назвал техасский однополый закон против содомии "подходящим".
В предвыборных кампаниях Перри на пост лейтенант-губернатора и губернатора основное внимание уделялось жесткой позиции в отношении преступности. Он поддерживал блочные гранты для программ борьбы с преступностью. В 2007 году Перри подписал закон, отменяющий автоматический арест за хранение марихуаны.
Перри поддерживает смертную казнь. В июне 2002 года он наложил вето на запрет казни умственно отсталых заключенных. По состоянию на 18 сентября 2014 года, с момента вступления Перри в должность в декабре 2000 года было приведено в исполнение 278 смертных приговоров.
Перри был переизбран в 2006 и в 2010 годах. В 2014 году Перри объявил, что не будет баллотироваться на четвертый срок.
Обвинительное заключение
15 августа 2014 года Перри был обвинен большим жюри присяжных по уголовному делу о злоупотреблении властью. Его обвинили в том, что он угрожал окружному прокурору-демократу, осужденному за вождение в нетрезвом виде, уйти в отставку, угрожая наложить вето на финансирование государственных прокуроров штата по борьбе с коррупцией. Обвинительное заключение получило определенную поддержку, а также широкую критику со стороны всех политических партий, а также редакционную критику со стороны крупнейших газет США.