לאחר שזכה בבחירות מחדש על ידי התבוסה על היריב הרפובליקני מיט רומני, אובמה נשבע לכהונה שנייה
בשנת 2013. במהלך תקופת כהונתו, הוא קידם את ההכללה לאמריקאים הלהט"בים. הממשל שלו הגיש מכתבים שדרשו מהבית המשפט העליון לבטל את איסור נישואין חד-מיניים כבלתי חוקתי ("ארצות הברית נגד וינדזור" ו"אוברג'פל נגד הודג'ס"); נישואין חד-מיניים אושרו ברחבי המדינה בשנת 2015 לאחר שהבית המשפט פסק כך ב"אוברג'פל". הוא תמך בשליטה על נשק בתגובה לשריפה בבית הספר היסודי סנדי הוק, והראה תמיכה באיסור על נשק תקיפה, ופרסם פעולות מנהליות רחבות היקף הנוגעות להתחממות הגלובלית והגירה. במדיניות החוץ, הוא הורה להתערבויות צבאיות בעיראק ובסוריה בתגובה לרווחים שהושגו על ידי דאעש לאחר נסיגת 2011 מעיראק, קידם דיונים שהובילו להסכם פריז 2015 על שינוי האקלים העולמי, פיקח ובסופו של דבר התנצל על התקיפה האווירית הקטלנית בבית החולים קונדוז, המשיך בתהליך סיום המבצעים הלוחמים של ארה"ב באפגניסטן בשנת 2016, החל סנקציות נגד רוסיה בעקבות הפלישה לאוקראינה ושוב לאחר התערבות בבחירות בארה"ב בשנת 2016, מתווך את תוכנית הפעולה המשותפת המקיפה של הסכם הגרעיני עם איראן, וניטרה את יחסי ארה"ב עם קובה. אובמה מינה שלושה שופטים לבית המשפט העליון: סוניה סוטומייור ואלנה קייגן אושרו כשופטים, בעוד מרריק גארלנד עמד בפני חסימה מפלגתית מהסנאט הרוב הרפובליקני בראשות מיטש מקונל, שמעולם לא ערך שימועים או הצבעה על המינוי. אובמה עזב את תפקידו בינואר 2017 וממשיך להתגורר בוושינגטון הבירה.