En , Janet Napolitano est élue gouverneure de l'Arizona avec 47 % des voix contre 44 % à son opposant républicain, Matt Salmon. Elle bénéficie de la forte mobilisation de la communauté hispanique, des femmes et des plus pauvres.
Ambition présidentielle
En 2004, elle est pressentie pour être colistière de John Kerry à l’élection présidentielle, mais John Edwards lui est préféré. Néanmoins, elle s'investit dans la campagne électorale pour soutenir le candidat démocrate, et tente d'arracher, sans succès, l'Arizona à son tropisme républicain.
Travail de gouverneure
Gouverneure, elle fait ouvrir de nouvelles crèches et garderies d'enfants, restreint l'utilisation de l'eau, fait augmenter les dépenses de santé publique et encourage le développement des biotechnologies. Elle doit faire face également à l'immigration illégale en provenance du Mexique et appliquer une politique adéquate pour l'arrêter.
Janet Napolitano défend le droit à l'avortement et est une partisane de la peine de mort pour les crimes les plus graves. En 2005, elle propose que soit organisé au plus tôt un vote pour amender la constitution de l'État afin d'interdire le mariage entre personnes de même sexe. Le référendum a lieu en et se solde par un score très serré.
Le , Time Magazine a distingué Janet Napolitano comme l'une des cinq meilleures ou plus performantes gouverneures des États-Unis.
En , elle est réélue pour un nouveau mandat de gouverneure, avec 63 % des voix contre 35 % à son concurrent républicain, Len Munsil.
Le , elle annonce qu'elle quittera son poste vers le début septembre pour devenir présidente de l'université de Californie[2]. Le suivant, sa démission devient effective.
