Miguel Arias Cañete fue nombrado ministro de Agricultura en la segunda legislatura del gobierno de José María Aznar. El 28 de abril de 2000 juró su cargo, como juraron o prometieron los demás miembros del nuevo ejecutivo, ante el Rey Juan Carlos, en una ceremonia celebrada en el Salón de Audiencias del Palacio de la Zarzuela.

Arias Cañete ha ocupado dos veces la cartera de Agricultura. Fue ministro de Agricultura, Pesca y Alimentación con José María Aznar, entre abril de 2000 y abril de 2004. En este tiempo afrontó el fracaso en la negociación de un nuevo acuerdo pesquero de la UE con Marruecos; la crisis de las "vacas locas"; el rechazo de aragón al Plan Hidrológico Nacional (PHN), los brotes de peste porcina y fiebre aftosa, las consecuencias del fraude del lino en la UE y la marea negra del Prestige. 

Promovió una política común de seguros agrarios y en 2002 abrió la Mesa para la defensa de la Pesca para establecer una postura conjunta de todos los actores y administraciones contra el proyecto de Reforma del comisario Fischler.

Años después, Arias Cañete regresó al ministerio. Desde diciembre de 2011 hasta abril de 2014, con el primer Gobierno de Mariano Rajoy, ocupó la cartera de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente. En esos momentos, una de sus principales prioridades fue restablecer un pacto pesquero con Rabat. Otro de sus objetivos era la PAC y en enero de 2014 anunció el consenso con las 17 Comunidades Autónomas para aplicar dicha Política entre 2015 y 2020.

Actualmente es comisario de Acción por el Clima y Energía en el ejecutivo europeo.