Pada tahun 2003, Barbour menjadi gubernur Republik kedua Mississippi sejak Rekonstruksi ketika ia mengalahkan Demokrat incumbent Ronnie Musgrove. Sebagai gubernur ia mengawasi respons negara bagian untuk Badai Katrina dan 2010 Deepwater Horizon tumpahan minyak
, dua bencana lingkungan paling merusak negara sejak banjir Sungai Mississippi 1927. Barbour diperkirakan akan menjadi kandidat untuk Presiden pada tahun 2012, tetapi mengumumkan bahwa ia tidak akan mencalonkan diri pada bulan April 2011.