Dal 2003 al 2011 ha ricoperto anche l'incarico di governatore della Georgia, il primo repubblicano dal 1872 (tutti i suoi predecessori fino a quella data essendo appartenuti al Partito Democratico).
Entrato in politica come democratico, dal 1990 al 2001 venne eletto continuativamente al Senato della Georgia, passando nel 1998 ai repubblicani per il sempre maggiore spostamento a sinistra del Partito Democratico. Nel 2001 si dimise per potersi candidare a governatore della Georgia, sconfiggendo l'uscente Roy Barnes e diventando quindi il primo repubblicano da oltre un secolo a ricoprire la carica.[1]
Durante il proprio mandato ha cambiato la bandiera della Georgia, sostituendo la precedente versione approvata da Barnes con una nuova e più gradita dai georgiani, che anche per questo avevano votato Perdue. Rieletto nel 2006, la sua amministrazione si è distinta per l'agenda conservatrice e per i costanti conflitti con gli stati confinanti di Florida e Alabama sull'uso delle risorse idriche condivise (fiumi e laghi).[1] Nonostante la crisi del 2008 avesse colpito duramente la Georgia, grazie agli aiuti ricevuti dall'amministrazione Obama Perdue è riuscito ad incrementare soprattutto il commercio marittimo statale, portando Savannah ad essere il sesto porto più trafficato di tutti gli Stati Uniti.[1] Perdue ha inoltre combattuto la diffusa corruzione all'interno del sistema scolastico georgiano, rifondando numerosi degli istituti coinvolti.[1]