2008 verließ Kabashima die Universität Tokio und bewarb sich um die Nachfolge von Gouverneurin Yoshiko Shiotani, die nicht für eine dritte Amtszeit kandidierte. Gegen vier weitere Kandidaten, darunter der von der Demokratischen Partei unterstützte Takayuki Kamakura, und mit Unterstützung des Bauernverbandes "Nōseiren" (, "nōgyōsha nōsei undō soshiki renmei") gewann er die Wahl am 23. März 2008. Anders als seine Vorgängerin stellte er sich gegen den Bau eines umstrittenen Dammes am Kawabe, der schließlich 2009 vom Kabinett Hatoyama aufgegeben wurde. Bei der Gouverneurswahl 2012 wurde Kabashima als Allparteienkandidat (ohne Kommunisten) für eine zweite Amtszeit wiedergewählt. Seine dritte Wahl 2016 gewann er mit Zweidrittelmehrheit gegen Seishi Kōyama, den ehemaligen Bürgermeister der Stadt Kumamoto, und einen kommunistischen Kandidaten. Wenige Wochen später ereigneten sich die Kumamoto-Erdbeben, deren Bewältigung zunächst weitgehend seine dritte Amtszeit bestimmten. Die Gouverneurswahl 2020 gewann er mit Zweidrittelmehrheit, diesmal gegen Seishi Kōyama als einzigem Herausforderer.