Premier Zjednoczonego Królestwa Wielkiej Brytanii i Irlandii Północnej 10 maja 2010, po złożeniu dymisji przez Gordona Browna, królowa Elżbieta II powierzyła Davidowi Cameronowi misję utworzenia nowego rządu. Cameron utworzył koalicyjny gabinet złożony z posłów Partii Konserwatywnej i Liberalnych Demokratów. Wicepremierem został Nick Clegg. W 2013 roku w celach charytatywnych wystąpił w teledysku zespołu One Direction. thumb|left|Przemówienie Camerona które zapoczątkowało Brexit, zapowiedziano w nim referendum dotyczące Brexitu i negocjacje dotyczące reformy wspólnoty W 2013 roku wygłosił przemówienie w siedzibie agencji Bloomberga w Londynie, zapowiadając referendum w sprawie członkostwa Wielkiej Brytanii, rozpoczynając tym samym dyskusje o Brexicie, chociaż w samym przemówieniu, a także później był zwolennikiem pozostania we wspólnocie, którą chciał zreformować.
W wyborach parlamentarnych w 2015 r. Partia Konserwatywna zwyciężyła zapewniając sobie bezwzględną większość głosów, a David Cameron zachował stanowisko premiera w jednopartyjnym rządzie.