Em 1962 foi indicado primeiro assistente para ciência e tecnologia do Departamento de Comércio dos Estados Unidos. Nesta função ele estabeleceu o Environmental Sciences Services Administration (mais tarde renomeada como National Oceanic and Atmospheric Administration), o Commerce Technical Advisory Board e o programa State Technical Services. Em um período de 1967 serviu como sub-secretário de comércio, mas deixou o governo para ir para a Universidade de Oklahoma, onde foi por um ano presidente designado e dois anos presidente.
Em 1970 Hollomon retornou ao MIT como consultante do presidente e depois professor de engenharia. Em 1983 foi para a Universidade de Boston, onde permaneceu até morrer. O Hollomon Hall na Universidade de Oklahoma é nomeado em sua memória.