Em janeiro de 2009, o presidente Barack Obama nomeou Panetta para o cargo de diretor da CIA.[1][2] Panetta foi confirmado pelo plenário do Senado em 12 de fevereiro de 2009, e assumiu o cargo no dia seguinte. Como diretor da CIA, Panetta presidiu as operações que levaram à morte de Osama bin Laden.
Em 28 de abril de 2011, Obama anunciou a nomeação de Panetta como Secretário de Defesa, quando Robert Gates se aposentou. Em 21 de junho, o Senado confirmou por unanimidade Panetta como Secretário da Defesa. Ele assumiu o cargo em 1 de julho.[3]David Petraeus assumiu o cargo de Diretor da CIA em 6 de setembro.[4]