29. augustil 2008 paljastas McCain Alaska kuberneri Sarah Palini oma üllatusliku valiku kaasvalimiseks. McCain oli vaid teine USA suurparteide presidendikandidaat (pärast Walter Mondale'i, kes valis Geraldine Ferraro) kes valis naissoost oma kaaskandidaadina ja esimene vabariiklane, kes seda tegi. 3. septembril 2008 said McCain ja Palin 2008. aasta vabariiklaste rahvuskonventsioonis vabariiklaste partei presidendi- ja asepresidendi kandidaatid
Saint Paulis, Minnesotas. McCain tõusis Obama ees rahvuslikes küsitlustes pärast konventsiooni, sest Palin'i valik andis energia vabariiklaste tuumile, kes olid varem tema suhtes ettevaatlikud olnud. Kampaania enda hilisemast tunnistusest tulenevalt läks Palin'i tutvustamine riiklikule meediale halvasti ja valijate reaktsioonid Palin'ile muutusid üha negatiivsemaks, eriti sõltumatute ja teiste valijate seas, kes olid mures tema kvalifikatsioonide pärast.