Uten politisk erfaring ble Hoeven i 2000 valgt til guvernør i Nord-Dakota med 55 % av stemmene, mot 45 % til Heidi Heitkamp. Hoeven ble oppfattet som en moderat guvernør, og fikk støtte fra 87 % av de spurte på meningsmålinger i desember 2009. Han ble gjenvalgt med 71 og 74 % av stemmene i henholdsvis 2004 og 2008. I hans guvernørperiode opplevde delstaten stor økonomisk vekst og budsjettbalanse. I januar 2007 ble Hoeven den lengstsittende, daværende guvernøren i USA. I 2010 ble han valgt til Senatet med 76 % av stemmene.