Pada Juli 2016, setelah hasil referendum menunjukkan bahwa kebanyakan pemilih di Britania Raya ingin keluar dari Uni Eropa, Davis diangkat oleh Perdana Menteri baru Theresa May sebagai Menteri di Departemen untuk Keluar dari Uni Eropa, dengan tugas untuk menegosiasikan perjanjian dengan Uni Eropa.