Low fu nominato nel 1863 esattore del porto di San Francisco prima di diventare governatore della California dal 10 dicembre 1863 al 5 dicembre 1867. Fu il secondo governatore della California ad usare la Stanford Mansion come residenza ed ufficio fino alla costruzione del Campidoglio nel 1869. Low fu l'ultimo governatore della California durante la guerra di secessione. I punti saldi della sua amministrazione furono la fondazione del Parco nazionale di Yosemite e dell'Università della California. Low fu considerato il padre dell'Università della California, ma fu il suo successore, Henry Huntly Haight a firmarne il 23 marzo 1868 la carta.