Från juni 2010 var han Japans finansminister. Han efterträdde då Naoto Kan, som blev premiärminister. När Kan avgick som premiärminister i augusti 2011 efter kritik för sin hantering av följderna av jordbävningen i mars 2011, efterträdde Yoshihiko Noda honom även på den posten. Noda valdes till partiledare den 29 augusti 2011 och svors in som premiärminister den 2 september 2011. Han fick avgå som premiärminister sedan hans parti förlorat ett allmänt val den 16 december 2012 och efterträddes av Shinzo Abe från Liberaldemokraterna den 26 december 2012.