ב-1846, עזר פילמור להקים את אוניברסיטת באפלו, והפך למנהלה הראשון. הוא שירת בה עד למותו ב-1874. הוא התנגד לסיפוחה של רפובליקת טקסס והתנגד למלחמת ארצות הברית–מקסיקו, בטענה שהמלחמה מנסה להרחיב את העבדות. פילמור כעס כשהנשיא פולק ביטל חוק נחלים ומזחים שהיה עוזר לבאפלו. מושלי ניו יורק שירתו כהונה של שנתיים, ורבים טענו שפילמור יוכל להיבחר להיות המועמד לתפקיד ב-1846. הוא הובס על חודו של קול בהתמודדות על המועמדות, והעדיף לנסות להיבחר לתפקיד מבקר המדינה של ניו יורק, לאחר שהחוקה קבעה שהמבקר יבחר בבחירות ישירות ולא בידי המועצה המחוקקת. הוא נחשב למועמד ראוי, והצליח להיבחר לתפקיד ב-1847, בפער של 38,000 קולות לטובתו.
לפני שעבר לאלבני למלא את התפקיד ב-1 בינואר 1848, הוא עזב את משרד עורכי הדין שלו והשכיר את ביתו. פילמור קיבל תגובות חיוביות על שירותו כמבקר המדינה. הוא היה חבר בוועדת התעלות של המדינה, ותמך בהרחבת התעלות באזור. הוא ייצב את המטבע ודרש מבנקים בבעלות המדינה לשמור על איגרות החוב צמודות לשטרות החוב.
בחירות 1848.
מועמדותו.
הנשיא פולק התחייב לא לרוץ לכהונה שנייה, ולאחר שהוויגים הגבירו את כוחם בבחירות של 1846, הם קיוו לניצחון בבחירות של 1848. המועמדים הבולטים במפלגה, הנרי קליי ודניאל ובסטר, רצו את המועמדות וזכו לתמיכה מצד תומכיהם בקונגרס. וויגים אחרים תמכו בגיבור המלחמה במקסיקו, הגנרל זאכרי טיילור. אף על פי שטיילור היה אהוד, הצפוניים לא רצו לבחור בבעל עבדים מלואיזיאנה כנשיא בתקופה של עימות לגבי התרת העבדות בשטחים החדשים. טיילור גם נחשב למעורפל מבחינה פוליטית - הוא שירת בצבא כל ימיו, לא הצביע בבחירות נשיאותיות, ואף על פי שטען שתמך בוויגים, חלקם חששו שיבחרו בטיילר נוסף, או בהריסון נוסף.
הוחלט שניו יורק תשלח משלחת שלא תהיה מחויבת לאף מועמד ב-1848, בתקווה שסיוארד יוכל להיבחר לתפקיד מסוים. פילמור תמך בכך, ללא ידיעה שהכוונה היא לבחור בסיוארד.
למרות זאת, נבחר טיילור בסיבוב הרביעי, לכעסם של תומכי קליי ואנשי הצפון. לאחר מכן החליט תומך קליי, ג'ון קולייר, לנאום. הוא טען שתמיד תמך בקליי, והזהיר מפני פילוג במפלגה, שיימנע רק בעזרת דבר אחד: בחירתו של פילמור, שנחשב לתומך קליי, לסגנו של טיילור. הצירים החליטו לתמוך בפילמור, בתקופה בה המועמד הנשיאותי לא בחר בסגנו. למרות ניסיונם של תומכי טיילור לזכות במועמד משלהם, הפך פילמור לסגנו של טיילור בסיבוב השני.
כשפילמור היה סגנו של טיילור, היה ברור שאף אחד אחר ממדינת ניו יורק לא יתמנה לקבינט, כדי ליצור קבינט מגוון. רבים טענו שנבחר כדי שיהיה וויגי נאמן שיחליף את טיילור, אם הוויגים יזדקקו לכך. הצירים זכרו את תמיכתו במכס של 1842, ולכן תמכו בו. עמדתו המרוככת בנוגע לעבדות הפכה אותו למועמד מקובל בדרום.
הבחירות הכלליות.
המנהג באמצע המאה התשע-עשרה היה שמועמדים לתפקידים פוליטיים לא פעלו למען בחירתם. פילמור נשאר במשרד מבקר המדינה באלבני ולא נאם בנאומיו. תומכיו היו אלו שניהלו את מסע הבחירות. הדמוקרטים בחרו בסנאטור ממישיגן, לואיס קאס, כמועמדם לנשיאות, ומפלגת הארץ החופשית, שהתנגדה להפצת העבדות, תמכה בנשיא לשעבר ואן ביורן. התרחש משבר בקרב הוויגים כשדמוקרטים מקרוליינה הדרומית תמכו בטיילור. היה חשש שטיילור, כמו טיילר לפניו, יתנגד למדיניות המפלגתית.
המצביעים הניחו שפילמור, שהגיע ממדינה חופשית, התנגד להפצת העבדות. הדרומיים טענו שהתנגד לעבדות, והוא הכחיש זאת. במכתב מפורסם טען בתשובה לאזרח מאלבמה: טיילור פילמור התכתבו פעמיים בספטמבר. פילמור הבטיח לו שהוא עובד קשה כדי לזכות לתמיכה בצפון מזרח המדינה.
טיילור ופילמור ניצחו בניצחון דחוק, כשהאלקטורים מניו יורק היו המפתח לניצחון. הוויגים זכו ל-1,361,393 קולות (47.3 אחוזים) לעומת 1,223,460 (42.5 אחוזים) והשיגו 163 אלקטורים לעומת 127. אף על פי שואן ביורן לא זכה באלקטורים, כוחם של מתנגדי העבדות גדלה, כש-291,501 אנשים הצביעו לו (10.1 אחוזים), והוא הגיע למקום השני בניו יורק, ורמונט ומסצ'וסטס.
סגן נשיא (1849–1850).
מילרד פילמור הושבע לתפקיד סגן הנשיא ב-5 במרץ 1849. 4 במרץ, יום ההשבעה המסורתי, נפל על יום ראשון, וההשבעה נדחתה ביום. את פילמור השביע רוג'ר טוני, נשיא בית המשפט העליון של ארצות הברית, ולאחר מכן הוא השביע את הסנאטורים, כולל את סיוארד, שנבחר בידי המועצה המחוקקת של ניו יורק לסנאט (עד ל-1913, הסנאטורים נבחרו בידי המועצות המחוקקות). פילמור נכח בהשבעתו של טיילור וליווה את הנשיא לנשף הכניסה לתפקיד.
בארבעת החודשים מהיבחרו עד לכניסתו לתפקיד, סיים פילמור את ענייניו במשרד מבקר המדינה. טיילור הבטיח לו השפעה בממשל החדש, אולם לא ידע שסגן הנשיא לא היה חבר בקבינט באותה התקופה. פילמור וסיוארד החליטו לחלק את איוש התפקידים בניו יורק, אולם סיוארד כרת ברית עם כמה חברי קבינט כדי להשיג יותר מינויים פוליטיים ממה שהסכים עליהם עם פילמור. פילמור איבד את השפעתו על הפוליטיקה של ניו יורק. למרות זאת, היה מעורב בניהול הסמיתסוניאן.
ב-1849, מעמד העבדות בטריטוריות נותר מעורער. טיילור תמך בצירוף קליפורניה וניו מקסיקו (כולל חלק מאריזונה, פחות השטח של רכישת גדסדן) כמדינות, כששתיהן יאסרו על העבדות. הדרומיים הופתעו כשגילו שהנשיא, בעל העבדים הדרומי, לא תמך בהרחבת העבדות, כיוון שטען שהמוסד לא יוכל לשרוד בדרום מערב המדינה הצחיח. הוויגים הדרומיים כעסו, כיוון שביטול העבדות בטריטוריות נחשב לדבר שימנע מהדרומיים להיות חלק מהמורשת הלאומית. כשהקונגרס התכנס בדצמבר 1849, לקח שבועות לבחור יושב ראש, כשהצירים התפלגו לפי אזורים.
פילמור החליט לחזק את מעמדו בקרב הוויגים בניו יורק ובנה לעצמו רשת של תומכים.
פילמור ניהל כמה מהדיונים החשובים בהיסטוריה האמריקנית בנוגע לעבדות בטריטוריות. העימותים האזוריים כבר גרמו למתיחות, וב-21 בינואר 1850, שלח טיילור הודעה מיוחדת לקונגרס, ובה דרישה לצרף מיד את קליפורניה ולאחר מכן את ניו מקסיקו, ושבית המשפט העליון יישב את סכסוכי הגבול בין טקסס לניו מקסיקו. ב-29 בינואר, העביר הנרי קליי חוק כולל, שהיה אמור לפשר בין הצפון לדרום: קליפורניה תהיה מדינה חופשית, ניו מקסיקו ויוטה יקימו ממשלות בטריטוריה שלהן, וייאסר ייבוא עבדים אל מחוז קולומביה. בנוסף יחוזק חוק העבד הנמלט, כיוון שהצפון לא אכף את החוק. החוק של קליי יישב את סכסוך הגבולות בין ניו מקסיקו לטקסס, וקבע את עקרון "ריבונות העם" - המתיישבים בטריטוריות יחליטו על העבדות בתחומן. טיילור לא התלהב מהחוק, והחוק התעכב בקונגרס, אולם פילמור הודיע במאי 1850 שאם יתרחש פילוג אזורי בנוגע לחוק, הוא יתמוך בו. הוא ניסה לפייס בין הסנאטורים, אולם הואשם בכישלון כשעימותים פיזיים פרצו בין הסנאטורים ב-17 באפריל, כשסנאטור אחד כיוון אקדח לאחר.
נשיאותו.
עלייתו לתפקיד.
4 ביולי 1850, היה יום חם בוושינגטון, והנשיא טיילור, שחגג את יום העצמאות, שתה חלב קר ודובדבנים רבים, וחלה בדלקת מעיים ממנה מת ב-9 ביולי. מותו הדהים את האומה.
פילמור נקרא לנהל את הקבינט ב-8 ביולי, והוא ישב עם חברי הקבינט מחוץ לחדרו של טיילור בבית הלבן. הקבינט שלח אל ביתו הודעה שבישרה על מות הנשיא. לאחר מכן הלך אל בית הנבחרים, ובמושב משותף של הקונגרס, הושבע לנשיאות. חברי הקבינט, כנהוג אז, הגישו את התפטרותם, כשציפו שפילמור יסרב וירשה להם להמשיך לכהן. פילמור החליט לקבל את התפטרותם, אף על פי שביקש מהם להישאר עוד חודש, דבר שרובם סירבו לו. פילמור הוא הנשיא היחיד שעלה לשלטון בגלל מות הנשיא הקודם ולא שמר על הקבינט של קודמו. ב-20 ביולי, שלח לסנאט את מינויו החדשים, כולל מינויו של ובסטר לתפקיד מזכיר המדינה. ובסטר הכעיס את תומכיו במסצ'וסטס כשתמך בחוק של קליי, והיה ברור שעם סיום כהונתו בסנאט ב-1851, לא יצליח בפוליטיקה המקומית. את שותפו מימיו כעורך דין, ניית'ן הול, מינה למזכיר הדואר, משרה שטמנה בחובה מינויים פוליטיים רבים. ראשי המחלקות החדשים תמכו בפשרה.
המשבר לא נפסק לאחר האבל על טיילור. טקסס איימה להפעיל את סמכותה בטריטוריה של ניו מקסיקו, ומושל המדינה שלח מכתבים לטיילור. לאחר שכיהן כנשיא, הציב פילמור חיילים באזור והזהיר את מושל טקסס לשמור על השקט. ב-31 ביולי, החוק של קליי נכשל בסנאט, כשכל הצעותיו (פרט לארגון טריטוריית יוטה), נכשלו. הנרי קליי המותש עזב את וושינגטון על מנת לנוח, והשאיר את הובלת הדיונים לסנאטור סטיבן דאגלס. דאגלס החליט להפריד בין סעיפי החוק ולהגיש כל אחד מהם כחוק בפני עצמו. בנקודת זמן זו, הודיע פילמור בפומבי על תמיכתו בפשרה.
בנוסף, ב-6 באוגוסט 1850, הודיע פילמור לקונגרס שאל לטקסנים לפלוש לטריטוריית ניו מקסיקו. הוא דרש מהקונגרס לשכוח את המתיחות האזורית ולהעביר את הפשרה. צעדים אלו, בשילוב מנהיגותו היעילה של דאגלס בקונגרס, השפיעו על מספר רב של וויגים צפוניים בקונגרס לנטוש את התעקשותם על איסור מוחלט על עבדות בטריטוריות שהושגו במלחמת ארצות הברית מקסיקו, ובכך נתנו להצעת הפשרה את פריצת הדרך לה הייתה זקוקה.
דאגלס הציג לסנאט חמש הצעות חקיקה נפרדות: