Som forsvarsminister stod han for den massive amerikanske opprustningen som bidro til å føre Sovjetunionen til sammenbrudd. Weinberger foretok en dramatisk styrking av det amerikanske atomvåpenarsenal og var en sterk forkjemper for Strategic Defense Initiative, i mediene gjerne kalt , som gikk ut på å opprette et rombasert rakettbestyttelsesskjold. Han gikk inn for at de vesteuropeiske NATO-partnerne skulle ta del i det amerikanske forskningsprogram med egne utviklingsprosjekter. I virkeligheten holdt USA alle sine mer sensitive militære nyutviklinger for seg selv. Mens andre land (eksempelvis Vest-Tyskland) hovedsakelig skulle få være med på å betale, og utføre en del av det mer konvensjonelle tekniske arbeidet.