בהלכת דרעי-פנחסי, נפסק שהגשת כתב אישום נגד שר או סגן שר עשויה לחייב, בחלק מהמקרים, את פיטוריהם על ידי ראש הממשלה. על אף העובדה ששמגר כתב את פסק הדין שפסל את כהונת דרעי בממשלה, רוב האשמה מצד גורמים פוליטיים הופנתה כלפי ברק. בנוגע למינוי של יוסי גנוסר למנכ"ל משרד השיכון, ברק פסל את המינוי. בפסק הדין כתב ברק: "מתן עדות שקר, הוא עבירה פלילית חמורה ומעשה בלתי חוקי, שעליו מתנוסס אותו דגל שחור האומר אסור."
גירוש פעילי החמאס ללבנון.
בדצמבר 1992, בעקבות חטיפת נסים טולדנו ורציחתו בידי אנשי גדודי עז א-דין אל-קסאם, החליטה ממשלת רבין השנייה לגרש פעילי חמאס מהשטחים ללבנון. למהלך קיבל רבין את תמיכתם של היועץ המשפטי לממשלה יוסף חריש ושר המשפטים דוד ליבאי. המבצע נעשה בחשאיות בכדי למנוע עתירות לבג"ץ וכאשר לבסוף הגיע דבר הגירוש לידיעת פרקליטות המדינה, דורית ביניש ונילי ארד נחרדו. הפרקליטות פנתה לסגן הרשם של בג"ץ, וכאשר נודע לו מהפרקליטות הצבאית כי לא ניתן לדחות את צו הגירוש, הוא פנה לברק, השופט התורן, שהורה לו להביא את המסמכים על המתרחש לביתו.
כאשר הגיעו שתי עתירות לידי ברק, הוא הוציא צו ביניים שקבע דיון משפטי למחרת. הממשלה ניסתה לזרז את הדיון במספר שעות ושמגר קרא להרכב שיכלול אותו, את ברק ואת מנחם אלון. הרכב השופטים תשאל את היועץ המשפטי לממשלה, וברק לחץ בשאלותיו בעניין חוסר זכות הטיעון של המגורשים ודלות הראיות של הממשלה נגדם. שמגר נקט עמדה ביטחונית בעוד ברק סירב להסכים לגירוש בלי הענקת חופש הטיעון לכל אחד מהמגורשים. בעוד אלון היה לקול הקובע, החליט שמגר להרחיב את ההרכב לכדי 7 שופטים שכלל את זימונם של שושנה נתניהו, אליעזר גולדברג, תיאודור אור ואליהו מצא.
בעקבות הצעת הממשלה, זימן שמגר את הרמטכ"ל אהוד ברק להעיד בפני בג"ץ. במהלך עדותו של הרמטכ"ל בפני השופטים לא הותר לעורכת הדין לאה צמל לתשאל את הרמטכ"ל. בסיכום דבריו טען אהוד ברק כי השבת האוטובוסים עם המגורשים מהגבול תהיה הפסד של מדינת ישראל לחמאס. בחבר השופטים נוצר קרע חריף בין ברק, שהתנגד נחרצות לגירוש ההמוני, לבין הנשיא שמגר, שהעמיד את הביטחון הלאומי מעל לשיקולים נוספים. תיאודור אור ניצב לצד ברק ובהמשך התווסף למחנה שלהם גם השופט אליהו מצא.
מחנה שמגר, שכלל רוב של 4 מתוך 7 שופטים בהרכב, ביטל את צו הביניים שעצר בדרכו לשליחת המגורשים אל מעבר לגבול קודם פרסם נימוקים להחלטה. עם כתיבת דעת המיעוט ודעת הרוב, אך לפני פרסומן, שופט חיצוני החל לפעול לגשר בין ברק לשמגר והפגיש את השניים בכדי למנוע קרע בתוך בג"ץ על גבי פסק הדין המהותי שעמד מולו. שמגר שכנע את ברק לגנוז את דעת המיעוט ובפשרה ביניהם הוסכם כי שמגר יוותר על כתיבתו כי הגירוש חוקי וברק יוותר על השפיטה הערכית של הליך הגירוש.
מעמדם של חוקי יסוד.
ב-1992 אושר בכנסת , שניתן לו, לראשונה, מעמד מעל לחוקים אחרים, והוטלה בידי בית המשפט העליון הסמכות לפסול חוקים העומדים בסתירה לו. החוק התבסס למעשה על חוק יסוד דומה שניסה שר המשפטים דן מרידור להעביר שלוש שנים קודם לכן. מהלך זה של הכנסת, אשר היה לקידום רחב היקף של האקטיביזם השיפוטי, נחשב לתחילתה של המהפכה החוקתית ולאבן יסוד בהליך החיזוק של סמכויות בית המשפט העליון שקידם ברק. ברק פעל לקדם דרך בג"ץ הסדרה של חוקה למדינת ישראל. בשנת 1993, עם פרישת המשנה לנשיא מנחם אלון, מונה ברק כמשנה לנשיא במקומו. עם מינויו לתפקיד זה, נשא ברק דברים על אודות חוק היסוד: כבוד האדם וחירותו ועל הסמכות שניתנה לבית המשפט העליון לשמור על החוק.
בהמשך לחוק יסוד: כבוד האדם וחירותו, קודם ב-1994 שגרר משבר בין בג"ץ והכנסת. המשבר פרץ כאשר בג"ץ קבע כי האיסור לייבא בשר שאינו כשר סותר את חופש העיסוק ועל כן פסל את החוק, מהלך שהוביל להתקוממות מצד מפלגת ש"ס, חברת הממשלה. כאשר השר אמנון רובינשטיין פעל להגיע לפשרה שתרצה את ש"ס, השופט אור, שצידד בעמדותיו של ברק, מנע ממנו מלנסות ולבטל את תהליך ההפרטה של ייבוא הבשר. אור נימק כי מניעת הליך ההפרטה גם הוא סותר את חופש העיסוק. תרעומת פוליטית חריפה עלתה נגד ברק מצד ש"ס, שדרשה מהממשלה לקדם חוק עוקף בג"ץ. בהרכב של חמישה שופטים כל השופטים הסכימו לעמדתו העקרונית של ברק כי ההסכם הקואליציוני להגבלת סמכויות בג"ץ אינו חוקי, אך שמגר, גולדברג וחשין טענו כי אין בסמכותו של בית המשפט העליון לבטלו.
נשיא בית המשפט העליון.
עם פרישתו לגמלאות של הנשיא מאיר שמגר, ב-13 באוגוסט 1995, מונה ברק לנשיא בית המשפט העליון. במהלך כהונתו הרחיב ברק את קשת הנושאים שבהם עסק בית המשפט העליון. הוא הרחיב את מבחן זכות העמידה שבו הרבה בג"ץ להשתמש עד אז כדי לבלום עתירות, והרחיב את מתחם השפיטות, ובכך פתח דלת לשורה של עתירות ציבוריות במגוון נושאים. ברק עצמו תיאר פעם את תחום אחריותו כך: "אני לא רופא, אבל יש לי כלים לדעת מתי רופא התרשל. אני לא טייס, אבל יש לי כלים לדעת מתי טייס התרשל. אני לא רמטכ"ל, אבל יש לי כלים לדעת מתי רמטכ"ל ביצע את תפקידו באופן לא ראוי. זה המקצוע שלי." פרופ' דפנה ברק-ארז ציינה:
במקביל קידם שורה של סטנדרטים משפטיים – הן למנהל הציבורי (בעיקר סטנדרט סבירות ההחלטה המנהלית) והן במגזר הפרטי (סטנדרט תום הלב), תוך שהוא מטשטש את הגבולות בין השניים. מבקריו של ברק טוענים כי בכך פגע בית המשפט העליון שבהנהגתו ביציבות המשפטית, בעיקר במגזר הפרטי והעסקי (טענה שברק נוהג להשיב עליה במימרתו של קודמו בתפקיד משה זמורה: "אמת ויציב – אמת עדיף").
החל משנת 1992 התמקד בקידום ובעיצוב המהפכה החוקתית (מונח שהוא טבע במאמר אקדמי שפרסם), שיצרו לדעתו חוקי היסוד העוסקים בזכויות האדם. לפי שיטתו של ברק, שאותה אימץ בית המשפט העליון בפסיקותיו, המהפכה החוקתית הביאה זכויות כדוגמת הזכות לשוויון, חופש העיסוק וחופש הביטוי למעמד של עליונות נורמטיבית על פני חקיקה "רגילה". בית המשפט העליון פסק שהמהפכה החוקתית העניקה לבתי המשפט סמכות לפסול חוקים שפוגעים באופן לא מידתי בזכויות המוגנות בחוקי היסוד. בכך, קבע ברק, הפכה מדינת ישראל מדמוקרטיה פרלמנטרית לדמוקרטיה פרלמנטרית חוקתית.
אירועי אוקטובר 2000 סימנו את פרוץ האינתיפאדה השנייה, ובמהלכה קבע ברק כי "מאז סוף חודש ספטמבר 2000 מתנהלת באזורי יהודה והשומרון וחבל עזה לחימה קשה. אין זו פעילות משטרתית. זהו סכסוך מזוין", ולפיכך ניתן ללוחמה במסגרת האינתיפאדה מעמד של מלחמה בפני גופים משפטיים.
בעת כהונתו כנשיא בית המשפט, יישם ברק את תפיסת האקטיביזם השיפוטי, לפיה בית המשפט אינו חייב להסתפק בפרשנות החוק, אלא עליו גם להשלים את החסר ב'חקיקה שיפוטית', כנהוג במשפט המקובל, דבר שהקים לו מתנגדים רבים, בהם משפטנים ופוליטיקאים. הפרשן המשפטי פרופ' זאב סגל כתב ב-2004: "ברק, רואה בבג"ץ מעצב חברתי, הרבה מעבר לתפקידו הראשוני של בית המשפט כמכריע בסכסוכים. בית המשפט העליון בהנהגתו ממלא תפקיד מרכזי בעיצוב המשפט שאינו נופל בהרבה מזה של הכנסת. ברק הוא הכוח מוביל בבית המשפט, כשופט מפתח בו זה כרבע מאה וכ"שופט מס' 1" זה כעשר שנים."
בעקבות פסיקות רבות שלו ובעקבות עמדותיו המשפטיות של ברק, התפתחה סלידה ואף התנגדות לו מקרב חוגים חרדים. ההתנגדות מקרב חוגים אלו לברק הגיעה לשיאה בפרשת סגירת כביש רחוב בר-אילן בירושלים לתחבורה בשבתות. כאשר הוגשה על כך עתירה לבג"ץ ב-1997 ובנוסף לכך גם בקשה לצו מנע לסגירת הכביש, החלו מחאות רחבות היקף נגד ברק אל מול לבית המשפט העליון. בפסק הדין כתב ברק כי הוא פועל בידיעה כי קביעתו השיפוטית בעד יושביו החילוניים של הרחוב תפורש באופן פוליטי בידי הציבור הרחב, אך טען כי מתוקף מחויבותו של בית המשפט העליון עליו "לפסוק את הדין על פי מיטב הבנתנו אותו." בתוך הרבנות הראשית היה ניסיון להביא למניעת ההפגנות קודם שהחלו ובעת ההפגנות התקיימו בתוך בג"ץ מספר דיונים של חבר שופטי העליון המורחב בניסיון להגיע להחלטה כיצד להגיב למאורע.
בהמשך לניסיונותיו הרבים של ברק לקדם את הפרשנות המשפטית בעבור חקיקה, קודמה בכנסת החמש עשרה הצעת חוק שעברה בקריאה טרומית להקמת בית משפט לחוקה שיפצל את סמכויותיו של בית המשפט העליון. הצעת החוק קודמה ביד חבר הכנסת אליעזר כהן ממפלגת ישראל ביתנו. ברק פנה נגד הצעת החוק, שהותאמה בעיקר בארצות שעברו משטרים רודניים בהם הוחלט עם הסדר הדמוקרטיה לגנוז מידי בית המשפט העליון את סמכות פרשנות החוקה ולהטיל סמכות זאת בידי ממסד משפטי מיוחד.
ב-2006, קבעה ועדת זמיר, בהמלצתו של ברק ובכירים אחרים במערכת המשפט, להשאיר את בית הדין לענייני עבודה עצמאי בפעילותו אך כפוף משפטית לבג"ץ. הקביעה הגיעה בין היתר לאחר התנגדות של ברק ובכירים אחרים במערכת להעברת סמכויות ביה"ד לענייני עבודה לידי בג"ץ. עוד באותה שנה, במהלך הבחירות לכנסת השבע עשרה, גיבה הרכב בג"ץ בראשות ברק את קביעת ועדת הבחירות המרכזית כי יש לפסול תשדיר תעמולה של מפלגת שינוי המציג את הציבור החרדי כ"עלוקות" לרגלי החילונים, "יש בתשדיר דמיון מעורר חלחלה לתעמולה אנטישמית, ההופך את היהודי החרדי ליצור חסר פנים", כתב ברק בפסק הדין.
פרישה מבית המשפט העליון.