În data de 4 septembrie 1940 a fost ales în funcţia de prim-ministru.
În data de 14 septembrie 1940 şi-a început guvernarea; a fost conducatorul Statului român şi preşedinte al Consiliului de Miniştri; prin decret regal, România a fost proclamată "Stat naţional-legionar" la Bucureşti.
În data de 23 noiembrie 1940 în Al Doilea Război Mondial , Ion Antonescu a semnat adeziunea României la Pactul Tripartit, România alăturându-se oficial Puterilor Axei (Romania becomes a signatory of the Tripartite Pact, officially joining the Axis Powers) la Berlin , în Germania.
În data de 18 februarie 1941 a iniţiat o serie de decrete prin care instituţiile şi întreprinderile mai importante din ţară au fost militarizate la Bucureşti (pentru a asigura ordinea tulburată de rebeliunea legionară din ianuarie 1941).
În data de 22 august 1941 a fost numit mareşal.
În data de 13 ianuarie 1941 Ion Antonescu a efectuat o vizită în Germania în cursul căreia are o întrevedere cu Adolf Hitler, obţinînd sprijinul acestuia în conflictul intern dintre conducătorul statului şi „Mişcarea Legionară” la Berghof , în Germania.
În data de 21 ianuarie 1941 Ion Antonescu a dat o lovitură de stat pentru a îndepărta de la putere Mişcarea Legionară cu care intrase în conflict la Bucureşti.
În data de 2 martie 1941 Ion Antonescu a organizat un plebiscit cu privire la politica internă la Bucureşti (90% dintre votanţi s-au pronunţat pentru politica guvernului Antonescu şi împotriva legionarilor).
În data de 11 februarie 1942 Ion Antonescu s-a întâlnit cu Adolf Hitler la Cartierul general al acestuia din Prusia orientală; conducatorului român i s–au dat asigurări că Germania nu va permite Ungariei şi Bulgariei să atace România şi i s–a cerut sporirea contribuţiei de război.
În data de 12 aprilie 1943 Adolf Hitler s-a întâlnit cu Ion Antonescu la Castelul Klessheim , Salzburg , în Austria (Hitler i-a cerut lui Antonescu să înceteze orice tatonări de pace cu puterile antifasciste).
În data de 20 aprilie 1943 Constantin I.C. Brătianu protestează împotriva intenţiei de a angaja România într-un război direct contra marilor democraţii occidentale într-o scrisoare adresată lui Ion Antonescu (împreună cu Iuliu Maniu).
În data de 23 august 1944 în Al Doilea Război Mondial , Mihai I al României l-a arestat, în urma loviturii de stat, pe mareşalul Ion Antonescu (România a ieşit din alianţa cu puterile Axei, trecând de partea aliaţilor).
În data de 7 mai 1946 a fost judecat în cadrul unui proces la Bucureşti.
A murit la Penitenciarul Jilava , Bucureşti pe data de 1 iunie 1946.
În data de 1992 s-a publicat cartea " Secretele Guvernării " (Rezoluţii ale Conducătorului Statului (septembrie 1940 - august 1944)) de Ion Antonescu la Editura "Românul" , Bucureşti.