En mai 1981, Saulnier devient, avec le grade de général de corps aérien, le chef d’état-major particulier du président de la République François Mitterrand, après son élection (sur les conseils du frère de ce dernier, général d'armée aérienne). Dans cette fonction, il participe au financement de l'opération qui deviendra l'affaire du "Rainbow Warrior". Enfin, le , il est promu chef d'état-major des armées, poste qu'il occupe jusqu’au . À ce titre, il doit faire face à la cohabitation, entre le gouvernement de Jacques Chirac (RPR) et François Mitterrand (PS), au cours de laquelle il reste loyal au chef de l'état, affirmant la prérogative présidentielle sur la décision d'engager les forces armées dans cette situation. Par ailleurs, il supervise le déploiement et les objectifs de l'opération épervier au Tchad lors du conflit avec la Libye en 1987.