1952年には共和党大統領候補予備選に出馬し、大統領候補への指名獲得を目指した。ウォーレンは地元カリフォルニア州の予備選では勝利したが、党大会でドワイト・アイゼンハウアー元帥に敗れた。1953年にウォーレンは、そのアイゼンハウアー大統領によって、連邦最高裁判所長官に任命された。アイゼンハワーは、かつて日系人の強制収用などの人種差別的な政策を推し進めたウォーレンが「保守的な判決を下すであろう」という読みから、最高裁長官に任命したとされる。しかし、その読みは外れることとなる。ウォーレンが長官として率いた時代の連邦最高裁判所の法廷、通称「ウォーレン・コート」（1953年 - 1969年）は、歴代のどの最高裁判所長官のもとでの法廷よりもリベラルな傾向を持った。ウォーレンは、かつて自らが推進した人種差別的政策とは打って変わって、人権擁護のための画期的判決を主導して相次いで下した。特に著名な判断は、1954年に出されたブラウン対教育委員会裁判（Oliver Brown v. Board of Education of Topeka 、ブラウン判決）である。これは、公立の学校における人種隔離を違憲とし、従来の先例が容認した「分離すれど平等」（separate but equal）という考えを覆した。このブラウン判決は公民権運動を勢いづかせ、人種隔離政策の撤廃と法的な人種平等へ向けての第一歩となった。その他にも、1964年のレイノルズ対シムズ事件では、有色人種の議員選出を実質的に妨げていた小選挙区の区割りについて、一票の格差を議会の立法裁量として認めず一人一票の原則（投票価値の平等）を憲法的価値として見出した。また、1966年のミランダ対アリゾナ州事件では、警察官に取調べに先立ち被疑者の権利告知を義務づける法手続き（ミランダ警告）を確立するなど、刑事司法分野においても功績を残している。
1942年に彼は共和党員としてカリフォルニア州知事選に当選した。当時のカリフォルニア州法では候補者が複数の政党の予備選挙に出馬することを可能としていた。1946年にウォーレンは共和党、民主党および革新党の予備選挙に勝利するという珍しい結果となり、1946年の選挙では対立候補がいなかった。ウォーレンは1950年に3選された。ウォーレンは1948年にトーマス・E・デューイの副大統領候補として1948年のアメリカ合衆国大統領選挙に出馬した。しかし彼らはハリー・S・トルーマンとアルバン・W・バークリーの民主党候補に敗北した。
カリフォルニア州地方検事を務めていた第二次世界大戦中、ウォーレンは日系アメリカ人に対する人種差別的政策である日系人の強制収容を積極的に支持した。ウォーレンは日系アメリカ人について、「アメリカの価値観や伝統になじもうとせず、受け入れようともしない」「破壊活動を行わないのは、攻撃開始予定時間を待っているからだ」と主張した。1943年6月には、「ジャップを解放するとカリフォルニア州内で破壊活動を行う」と強制収用を正当化した上で、「ジャップどもを再びカリフォルニアに舞い戻らせるつもりはありません。どんな法的手段を使ってもです」と、日系アメリカ人および日本人の強制収用を継続することを表明した。戦後、公民権運動が盛り上がりを見せるなど人種差別解消の機運が高まり、過去の言動が世論から強い批判を受けるようになると、ウォーレンはこれまでの態度を一変させ、自伝の中で、「誤っており（wrong）」「深く後悔している（deeply regretted）」と述べ、その過ちを認めた。
その後、サンフランシスコ湾岸地区（ベイ・エリア）の法律事務所に5年間勤務する。ウォーレンは1920年にサンフランシスコ郡のための仕事を行い、1925年にはアラミダ郡の地方検事が辞職した後、同職に任命された。ウォーレンは4年間に3度再選された。ウォーレンは犯罪に対するタフな地方検事として、横暴であるという評判を持っていた。ウォーレンの有罪宣告はいずれも上級審で逆転されることはなかった。この様な評判を元に、ウォーレンのカリフォルニアでの評判は上がり、地方検事職中にウォーレンはカリフォルニア大学の理事会に指名された。1939年にカリフォルニア州司法長官に就任した。
カリフォルニア州ロサンゼルスでノルウェー移民のマット・ウォーレンの息子として生まれた。母親のクリスティーン「クリスタル」ヘルンランドはスウェーデン移民であった。ウォーレンの父親はサザン・パシフィック鉄道に長年勤務した。ウォーレンはカリフォルニア州ベーカーズフィールドで成長し、カリフォルニア大学バークレー校とそのロー・スクールを卒業した。
少年時代から暴力行為などで何度となく逮捕されているMLB屈指のトラブルメーカーである。泥沼の女性問題も抱えており、4人の女性との間に少なくとも5人の子供を儲けている。父親が収監された翌年の1997年9月29日、当時13歳のデュークスは暴力事件を起こしてタンパ市警に初めて逮捕された。翌年にも暴力行為で逮捕されている。2003年12月には一ヶ月で2度逮捕されている。12月8日、男児を出産したばかりの妻に暴力を振るったとして傷害容疑で逮捕されると、25日には交通違反を制止しようとした警官に暴言を吐いた上に逃走を企て、公務執行妨害で逮捕された。最終的には、どちらの事件も不起訴処分とされている。2004年10月12日にも暴力事件を起こしたが、最終的には不起訴処分とされた。しかし、翌2005年1月18日にまたしても暴力事件を起こして逮捕され、裁判で執行猶予1年、罰金549ドルの判決を受けている。2006年8月には首脳陣との衝突が原因で、チームから無期限出場停止処分を食らった。それまではAAAで80試合に出場し、打率.293・10本塁打・50打点・9盗塁というハイレベルな数字を挙げてはいた。翌2007年も1月に大麻所持で逮捕され、別居中の家族（妻）を脅迫するなど私生活でも不品行が目立ち、ロースター除外の処分を受けマイナー降格。オフに向けウィンターリーグ参加予定であったが9月にまたも大麻所持が発覚と、1年間に3度も逮捕される失態を犯した。2008年から所属したナショナルズは、デュークスに怒りを抑える訓練を施し、元警察官を球団特別補佐官として雇いデュークスの行動を常時監視させた。その甲斐あって、ナショナルズ時代には目立ったトラブルはなかったが、2010年3月に突然解雇された。球団が発表した解雇の理由には釈然としない部分も多く、何らかのトラブルがあったという見方も根強かった。後に、マリファナを巡るトラブルが解雇の原因だったことが判明した。2010年11月1日、養育費未納でタンパ市警に逮捕される。同年、デュークスは合計3人の女性に対して14万3000ドルの支払い義務を負っていた。2011年3月4日、妊娠中の元交際相手の顔面を殴打したとして暴行容疑で逮捕された。4月24日には無免許運転で逮捕。