4. huhtikuuta 2011 Obama ilmoitti pyrkivänsä uudelleenvalintaan vuonna 2012. Hän ei kohdannut merkittäviä kilpailijoita demokraattien ehdokkaaksi. Hänen republikaanivastustajansa oli Mitt Romney, entinen Massachusettsin kuvernööri. Romney vaati alentamaan veroja, leikkaamaan menoja, lisäämään puolustusmenoja ja kumoamaan Obamacarea (vaikka se perustuikin Romneyn aikana kehitettyyn Massachusettsin terveydenhuoltojärjestelmään). Obaman kampanjaa johtivat monet entiset Valkoisen talon henkilökunnan jäsenet.
- Mitä? Obama voitti uudelleen vaalit 332 (kokonaisuudessaan 538) vaalien äänillä ja 51,1% kansanäänistä, mikä teki hänestä ensimmäisen henkilön Dwight Eisenhowerin jälkeen, joka voitti kahdesti 51 prosenttia äänistä. Äänestystulosten mukaan Obama voitti äänten enemmistön naisilta, mustilta, latinalaisilta, aasialaisilta, alle 45-vuotiailta, alle 50 000 dollarin vuosituloilta, suurissa tai keskikokoisissa kaupungeissa asuvilta, liberaaleilta, maltillisilta, naimattomilta, homoilta ja ihmisiltä, joilla ei ole korkeakoulututkintoa tai joilla ei ole korkeakoulututkintoa. Presidentinvaalien voiton lisäksi demokraatit saivat paikkoja molemmissa kongressinhuoneissa, mutta republikaanit säilyttivät kontrolloinnin edustajainhuoneessa.