1999年12月，他被任命为第二届达莱马内阁的国防部长。作为国防部长，他支持北约对南斯拉夫的干预，并反对塞尔维亚总统斯洛博丹·米洛舍维奇; 他同时批准了意大利军队的改革，废除了征兵制度并改为募兵制。2000年达莱马辞职后，马塔雷拉继续担任朱利亚诺 · 阿马托内顾的国防部长。