施瓦辛格任加州州長達7年，從未領工資放棄2億美元

2003年10月7日在美國加利福尼州舉行的歷史性州長罷免選舉中，民主黨州長戴維斯遭罷免，施瓦辛格輕鬆地擊敗了134名對手當選為新州長。於11月17日宣誓就任加利福尼亞州第38任州長。

2005年11月8日，施瓦辛格出錢出力推動的特別選舉中的８個提案全部被選民否決。遭遇這次前所未有的挫敗之後，施瓦辛格的支持率降低到冰點，州長位置已經岌岌可危。此外，過去的性騷擾醜聞和「違禁藥物」醜聞不斷曝光，令其形象大大受損。

美國加州陷入破產危機，施瓦辛格無意再競選，卻又連任。

2007年的加州森林大火，被認為是自2005年卡特里納颶風以來美國境內最嚴重的災害。然而這次災害卻給施瓦辛格帶來了「加分」。輿論認為，快速的反應和親臨現場指揮救火使這位昔日影壇明星的風頭遠遠超過了總統布希。圖為2007年10月，施瓦辛格乘坐直升飛機趕赴災區。

施瓦辛格還提議州議會舉行特別會議削減預算，並宣布放棄州長薪金。

他曾提出一份削減預算計劃，這份計劃通過讓老年人、殘疾人和盲人搬出療養院；通過停止給殘疾人開設藝術課程來實現削減開支。消息一出，人們指責施瓦辛格「背叛了最需要他的人」。

2011年1月3日，63歲的施瓦辛格正式卸任加利福尼亞州州長一職，扔下了280億美元的財政赤字給繼任者收拾。