2012年のアラスカ州議会議員選挙にD選挙区から立候補し、8月28日の共和党予備選で現職のリンダ・メナードを得票率57.42%（得票数2802票）で破った[3]。11月6日の本選挙でも同94.24%（1万1724票）で大勝し、上院議員に当選した[4]。

2017年、翌年に行われる州知事選への立候補を表明。同年9月に健康上の問題からいったん選挙戦を中止したが[5]、12月に再開した[6]。2018年1月15日には、選挙活動に集中するため上院議員を辞任した[7]。後任の上院議員には多くの名前が挙がったが、元アメリカ空軍中佐のマイク・シャワーが知事ビル・ウォーカーから指名され、上院議員団もこの人事を承認した[8]。

2018年11月の州知事選挙（英語版）で初当選。副知事にはケビン・メイヤー（英語版）が選出された。同年12月3日に知事に就任し、州の検事総長にはケビン・クラークソンを指名した[9]。2022年11月8日の州知事選挙（英語版）では民主党のレス・ガラ（英語版）州下院議員、無所属で出馬したウォーカー前州知事らを下し再選された[10]。
選挙結果

2018年アラスカ州知事選挙 共和党予備選挙
候補者名得票数得票率 (%)
マイク・ダンリービー43,80261.5
ミード・トレッドウェル22,78032.0
マイケル・シェルドン1,6402.3
メリカ・フラトクー1,0641.5
トマス・ゴードン8841.4
ジェラルド・ハイクス4990.7
ダリン・コーブリー4160.6
総計71,195100.0

2018年アラスカ州知事選挙
所属政党候補者名得票数得票率 (%)
共和党マイク・ダンリービー145,63151.44
民主党マーク・ベギッチ125,73944.41
無所属ビル・ウォーカー（現職・撤退）5,7572.03
リバタリアン党ウィリアム・トイエン5,4021.91
その他6050.21
総計283,134100.0

2022年アラスカ州知事選挙[11]
所属政党候補者名得票数得票率 (%)
共和党マイク・ダンリービー132,63250.29
民主党レズ・ガーラ63,85124.21
無所属ビル・ウォーカー54,66820.73
共和党チャーリー・ピアース11,8174.48
その他7840.30
総計263,752100.0

脚注.mw-parser-output .side-box{margin:4px 0;box-sizing:border-box;border:1px solid #aaa;font-size:88%;line-height:1.25em;background-color:#f9f9f9;display:flow-root}.mw-parser-output .side-box-abovebelow,.mw-parser-output .side-box-text{padding:0.25em 0.9em}.mw-parser-output .side-box-image{padding:2px 0 2px 0.9em;text-align:center}.mw-parser-output .side-box-imageright{padding:2px 0.9em 2px 0;text-align:center}@media(min-width:500px){.mw-parser-output .side-box-flex{display:flex;align-items:center}.mw-parser-output .side-box-text{flex:1}}@media(min-width:720px){.mw-parser-output .side-box{width:238px}.mw-parser-output .side-box-right{clear:right;float:right;margin-left:1em}.mw-parser-output .side-box-left{margin-right:1em}}ウィキメディア・コモンズには、マイク・ダンリービー (政治家)に関連するカテゴリがあります。^ Hiller, Mark (2018年11月9日). “Alaska Governor-Elect is NEPA native”. Pahomepage.com. 2019年2月5日閲覧。
^ “ ⇒Senator Mike Dunleavy's Biography”. Project Vote Smart. 2013年10月30日閲覧。
^ “ ⇒State of Alaska 2012 Primary Election August 28, 2012 Official Results”. Juneau, Alaska: State of Alaska Division of Elections. 2013年10月30日閲覧。
^ “ ⇒State of Alaska 2012 General Election November 6, 2012 Official Results”. Juneau, Alaska: State of Alaska Division of Elections. 2013年10月30日閲覧。
^ Dunleavy suspends campaign for Alaska governor as Huggins files to run, Alaska Dispatch News, Nathaniel Herz, September 12, 2017. Retrieved September 13, 2017.
^ ⇒Denleavy back in race for governor, Mat-Su Valley Frontiersman, December 22, 2017.
^ ⇒State senator Mike Dunleavy resigns from Legislature to boost gubernatorial run, Juneau Empire, James Brooks, January 9, 2018.
^ Mike Shower confirmed to Dunleavy Senate seat, Alaska Public Media, Phillip Manning, February 22, 2018. Retrieved February 26, 2018.
^ “Dunleavy attorney general appointee Kevin Clarkson is lawyer with ties to religious-liberty causes”. Anchorage Daily News. (2018年12月5日). https://www.adn.com/politics/2018/12/05/dunleavy-announces-alaska-attorney-general-public-safety-and-prison-appointments/ 2019年2月5日閲覧。