Han var borgermester i San Francisco fra 2004 til 2011 og viseguvernør i delstaten California fra 2011 til 2019, mens demokraten Jerry Brown var guvernør. Den 6. november 2018 vant Newsom guvernørvalget i California mot republikaneren John H. Cox. Han tiltrådte vervet den 7. januar 2019. I 2021 ble det avholdt et tilbakekallingsvalg som Newsom vant.