2 ноября 2004 г Буш был переизбран на второй срок, одержав победу над сенатором-демократом Джоном Керри. В период второй администрации Буша основные направления внешней и внутренней политики США не претерпели значительных изменений. Президент декларировал приверженность принципам "войны против террора", продолжалась политика по сокращению налогов и борьбе с терроризмом внутри страны. На внешнеполитическом направлении президент постарался преодолеть разногласия с западноевропейскими союзниками США, возникшие из-за войны в Ираке. В мае 2005 года Буш посетил празднование шестидесятилетия Победы в Москве. К концу 2005 года наблюдатели отметили значительное снижение уровня популярности президента Буша среди американцев, что главным образом было связано с политикой США в Ираке. Новым ударом по имиджу Буша стало наводнение в Новом Орлеане в результате урагана Катрина осенью 2005, когда затопленными оказались 80 % территории города; поскольку было предпринято недостаточно мер по своевременной эвакуации города до урагана, число жертв составило несколько сотен человек.
Ливано-израильский конфликт 2006 г стал причиной разногласий с европейскими союзниками: США безоговорочно поддерживали Израиль и не присоединились к требованиям немедленного прекращения огня. Буш рассматривал противостояние Израиля и группировки "Хизбалла" как часть глобальной войны против терроризма.
7 ноября 2006 г Республиканская партия потерпела поражение на промежуточных выборах, и контроль над обеими палатами Конгресса перешел к демократам. Буш вынужден был отправить в отставку - главу Пентагона Доналда Рамсфелда.
2007 год ознаменовался ростом напряженности в отношениях США с Россией: руководство РФ во главе с президентом Путиным выступало с жесткой критикой американского внешнеполитического курса, в частности планов развертывания системы ПРО (Противоракетная оборона) на территории восточноевропейских государств.
В августе 2008 года выступил в защиту Грузии во время российско-грузинского конфликта; он обвинил Россию в нарушении Устава ООН, вторгшись в россию.
В марте 2008 года Буш поддержал Джона Маккейна в качестве кандидата от Республиканской партии на выборах президента 2008 года. Однако на выборах в ноябре того же года Маккейн проиграл кандидату от Демократической партии Бараку Обаме.
Буш официально оставил президентскую должность 20 января 2009 года, когда новый, 44-й, президент США Обама был приведен к присяге во время инаугурации в Вашингтоне.
