בוש זכה בבחירות לנשיאות ארה"ב כנגד מועמד הדמוקרטים אל גור,
שהיה סגן הנשיא בתקופתו של ביל קלינטון.
המירוץ היה צמוד ביותר, והסתיים בערעור של אל גור על ספירת הקולות. ניצחונו של בוש נקבע על ידי בית המשפט העליון של ארה"ב, שדחה את ערעורו של גור.
בשנה הראשונה לכהונתו של בוש אירעו פיגועי הטרור של 11 בספטמבר 2001.
בוש גייס קואליציה בינלאומית שתקפה את אפגניסטן, בסיסו של ארגון אל-קאעדה.
ההתקפה הביאה להפלתו של משטר הטליבאן
האפגני, אך לא לחיסולו של אוסמה בן-לאדן,
האחראי לפיגועים. בוש הכריז כי ארה"ב תפעל למיגור הטרור בכל מקום בעולם, וציין את עירק של צדאם חוסיין
כמטרה.

בוש עם חיילים אמריקאים בעירק (צילום: רויטרס)
ב-21 במרס 2003 פלשו לעירק (מלחמת המפרץ השנייה)
כוחות קואליציה בינלאומית בראשות ארה"ב, ובתוך פחות מחודש נכבשה המדינה. למרות הפלת משטרו של צדאם זכה בוש לביקורת הולכת וגוברת בארה"ב בשל הקורבנות האמריקאיים המתרבים (תוצאה של פעולות טרור של תומכי צדאם וקבוצות מוסלמיות קיצוניות) וכן בשל הגילוי כי משטרו של צדאם לא החזיק בנשק לא קונבציונלי (נשק כימי, ביולוגי, אטומי), הנחה ששימשה הצדקה העיקרית למלחמה.
כבר בכהונתו הראשונה נודע בוש כתומך נלהב בערכי משפחה שמרנים אשר תאמו את השקפתו הדתית-נוצרית. בהתאם לערכים אלה גיבש מדיניות ממשל המתנגדת לנישואים חד מיניים ותומכת בהטלת מגבלות על הזכות להפיל (בנובמבר 2003 חתם על "Partial Birth Abortion Ban Act of 2003" - חוק המטיל כמה מגבלות שכאלה). כמו כן הוסיף למשרדי הממשל את המשרד ליוזמות קהילתיות ומבוססות אמונה (Faith-Based and Community Initiatives). בתחום הכלכלה הוביל בוש, בהתאם למדיניות המפלגה השמרנית, שורה של הקלות מס במגזר העסקי והפרטי.

בוש בתחילת העימות נגד מועמד המפלגה הדמוקרטית ג'ון קרי בבחירות לנשיאות ארה"ב, 2004 (צילום: איי פי)
בנובמבר 2004 גבר בוש על מועמד המפלגה הדמוקרטית ג'ון קרי בבחירות לנשיאות וזכה בכהונה שנייה בתפקיד.
| נשיאי ארצות הברית |  |
|
כהונתו השנייה של ג'ורג' בוש התאפיינה בהמשך המלחמה בעירק, המשך רדיפתו של ארגון אל קעאידה ומבצע הפיגועים של ה-11 בספטמבר, אוסמה בן לאדן,
מינוי שופטים סולידיים ושמרנים לביהמ"ש העליון, פיתוח התעשייה והפסקת המחקרים בנושאים סביבתיים ומשבר כלכלי. כל אלו, ובעיקר התמשכותה של המלחמה בעירק הביאו לירידה מתמשכת בתמיכת הציבור בממשל בוש.
משנבחר בפעם השנייה, בשנת 2004, החל הנשיא ג'ורג' בוש להנהיג רפורמות רבות כגון הפרטת מוסד הביטוח הלאומי ורפורמה בהגירה שתאפשר שהייה לכל השוהים הבלתי חוקיים בתמורה לתשלום "קנס". מביניהן בלטה הרפורמה הסביבתית אשר התירה פיתוח תעשייתי תוך אמונה שזה לא יפגע בסביבה, ובנוסף, כללה את הפסקת מימונם של מחקרים בנושאים סביבתיים.
בתקופה זו התעוררו בארצות הברית בעיות בשוק האשראי
(שאחר כך התפשטו ברחבי העולם), שנגרמו כתוצאה משלוש שנים בהם אפשרו הבנקים בארה"ב אשראי קל להשגה, שהוביל ללקיחת משכנתאות מסיבית ולשיאים בתחום הרכישות הממונפות, כאשר מאוחר יותר התקשו המלווים לעמוד בהחזרי המשכנתא. עם סיום כהונתו של הנשיא בוש, הייתה ארה"ב בשפל הכלכלי הגרוע ביותר בתולדותיה, מאז השפל הכלכלי הגדול
ב-1929.
בשנת 2005, זכה ממשל בוש לביקורת רבה עקב חוסר התקדמות במלחמה בעירק, סדרה של חשיפת שחיתויות של פוליטיקאים רפובליקניים רבים, ובעיקר בגלל תגובה רפה של הממשל לנזקים הכבדים שנגרמו לניו אורלינס וסביבתה עקב הוריקן
קתרינה הקטלני. התעצמות הביקורת הציבורית נגד ממשל בוש סייעה למפלגה הדמוקרטית
לזכות בשליטה בשני בתי הקונגרס (בית הנבחרים והסנאט) בבחירות לבתים בנובמבר 2006. בתקופה זו, מינה הנשיא בוש 2 שופטי ביהמ"ש העליון, וכך העלה ל-4 את מספר השופטים הסולידיים והשמרנים בביהמ"ש העליון (מתוך 9).
עם כניסתו של בוש לשנת נשיאותו האחרונה (2008), נראה כי מרבית המהלכים שהוביל במדיניות החוץ והביטחון של ארה"ב הסתיימו בכישלון: ארגון אל-קעאידה לא מוגר. יתרה מכך, המודיעין האמריקאי טען כי הארגון שיקם את כוחו וערוך לבצע פיגועי טרור כמו לפני ה-11 בספטמבר
וכן כי, ככל הנראה, בן לאדן, מנהיג הארגון, עדיין חי. המלחמה בעירק הייתה בעיצומה וגבתה קורבנות רבים. בנוסף, גרמה המלחמה להוצאות רבות שהחריפו את הגרעון התקציבי האמריקאי שהחל בשנת 2003 והפך בשנת 2008 לגדול במיוחד. תוכניותיו של הנשיא בוש להקים מדינה פלסטינית, ולהפוך את אפגניסטן
לדמוקרטיה, לא צלחו גם הן.
בסוף כהונתו, עזב הנשיא בוש את משרתו כשהוא רושם שיא שלילי באחוזי התמיכה בממשלו.
ב-20.1.09, עזבו ג'ורג' וו' בוש ורעייתו לורה, את הבית הלבן
בוושינגטון בטיסה חזרה לטקסס, על ידי מטוס אייר פורס 1 ששינה את שמו ל"משימה אווירית מיוחדת 28000" שכן הטיס את השניים כאזרחים מן השורה, ולא כנשיא וגברת ראשונה.