Pada tanggal 28 April 2011, Obama mengumumkan pencalonan Panetta sebagai Sekretaris Pertahanan, untuk menggantikan pensiunan Robert Gates. Pada bulan Juni Senat mengkonfirmasi Panetta secara bulat dan ia mengambil alih kantor pada tanggal 1 Juli 2011. David Petraeus mengambil alih sebagai Direktur Badan Intelijen Pusat pada tanggal 6 September 2011. Sejak pensiun sebagai Sekretaris Pertahanan pada tahun 2013, Panetta telah menjabat sebagai Ketua The Panetta Institute for Public Policy, yang berlokasi di California State University, Monterey Bay, sebuah kampus California State University yang ia membantu mendirikan selama masa jabatannya sebagai kongresman.
Januari 2009