在担任州司法部长期间，克林顿因支持环保、提倡保护消费者权益而受到了民众的好评。1978年，他还被美国商业理事会评为“十大杰出青年”。
也就是这一年，克林顿参加了阿肯色州州长选举，在州内的75个县中，克林顿赢得了71县的支持，从而轻松地赢得了选举。32岁的克林顿也因此成为当时美国国内最年轻的州长。
1979年，克林顿开始了他的第一个州长任期，血气方刚的克林顿州长大幅度地提高了教育经费，并要求未来的教师需要通过全国的资格考试，方可持证上岗。因为克林顿州长在教育方面的重视，他被《时代》杂志评为“美国50位希望之星”。
尽管获得了如此高的荣誉，但实际上，克林顿的第一个州长任期做得并不好。总的来说，在第一个州长任期内，克林顿做了三件不得人心的事。
第一件事是克林顿增加了汽油税和汽车牌照税，克林顿这样做的目的是为了改善路况，但增税影响了州内的运输工业和家禽养殖业，民众开始对年轻的州长极度不满。
第二件事是在难民营的设置问题上，卡特总统拒绝克林顿的建议，坚持在阿肯色州设置难民营，克林顿州长也接受了这个安置。后来，这些古巴难民一度逃到了乡下，尽管后来这些难民都被抓了回去，但民众对克林顿州长依然是十分不满。
第三件事是克林顿积极支持卡特连任，为此他还参加了民主党全国委员会会议。通过克林顿的这些政治行为，州内的民众认识到，这位年轻的州长关心的只是自己的政治前途，对州内的事情并不关心。
此外，克林顿还有一件麻烦事，这件事和克林顿本人无关，和他夫人有关。两个人结婚后，个性独立的希拉里拒绝改用夫姓，这件事在比较保守的阿肯色州引来许多争议。加之，希拉里也曾主持过教育改革，所以很多人骂她是最恶毒的女人。
因为有这些事情的影响，在1980年州长选举中，选民毫不客气地抛弃了克林顿。1981年，干完一个州长任期的克林顿卸任了，这时他只有34岁，克林顿也因此成为美国历史上最年轻的卸任州长。
离开州长一职之后，克林顿做了一段时间的律师。在这段时间内，克林顿开始反思自己之前在政治方面所犯的错误。为此，克林顿与强大的商业利益集团建立起了新的关系，并修补了与州内政府部门的关系。而夫人希拉里也同意改用“克林顿”作为姓氏，在公开场合将自己重新塑造成一名更为传统的妻子。
1982年，克林顿再次参加了州长选举，他承认此前增加的汽车牌照税是个错误，他恳请阿肯色州人民再给他一次机会。克林顿在离任后一年多所做的改变，在一定程度上赢得了选民的认可，他也因此成功地赢得了竞选，再度当选州长，并且连续执政10年，直到1992年大选。
在这近10年的州长任期内，克林顿做的最多的依然是教育改革，例如推行教师能力测试，增加教育经费，为家长提供基础课本，并帮助家长为孩子安排每天的学习任务等。
通过这些改革，本来教育落后的阿肯色州，在大学入学、小学基础教育等诸多方面都取得了不错的成绩，就连克林顿的反对者也不得不承认：“克林顿州长确实让阿肯色州的教育水平上了一个台阶。”
经济问题历来是对州长胜任与否的一个非常重要考核指标。20世纪80年代的整个美国经济都不景气，克林顿也没有能够在阿肯色州经济建设方面取得太大成就。但克林顿担任州长时，对州内一些低效率地区进行了重新规划，以招商引资促进了当地食品加工和手工业的发展，此举为州内提供了20多万个就业岗位。
所以在克林顿担任州长时期，阿肯色州的就业率高于全国平均水平，尤其是最后几年，阿肯色州的就业率成为各州之冠。
因为在阿肯色州取得的这么多成绩，1991年《新闻周刊》进行了一次民意测验，克林顿被评为了“全国最杰出州长”。
