En novembre 2002, il est élu gouverneur du Wyoming, battant de justesse le républicain Eli Bebout, par 50% des voix contre 47,9%[1]. Freudenthal gouverne comme un démocrate conservateur. Son premier mandat est marqué par une croissance économique importante, principalement due à la hausse des prix de l'énergie et notamment du gaz naturel, dont l'État est un important producteur[2].
En , un sondage SurveyUSA le place huitième gouverneur le plus apprécié des États-Unis, avec un taux de popularité de 65%. Il est donné à égalité avec les gouverneurs Brian Schweitzer du Montana et Jim Douglas du Vermont[3]. En 2010, ils sont jusqu'à 80% des sondés à approuver son action, selon Rasmussen, ce qui conduit les républicains à modérer les attaques contre le gouverneur. En novembre 2006, il est triomphalement réélu avec 70% des suffrages[4], contre 30% à son adversaire républicain, Ray Hunkins. Le Wyoming est pourtant l'un des États les plus favorables aux républicains du pays[4], ayant donné 40 points d'avance à George W. Bush en 2000 et 2004[2]. La marge de victoire de Freudenthal est alors la plus grande de l'histoire du Wyoming pour l'élection d'un gouverneur.
Freudenthal annonce en qu'il n'est pas candidat à un troisième mandat[5]. Même si un gouverneur du Wyoming ne peut pas être élu pour plus de deux mandats depuis 1992, des commentateurs politiques estiment possible qu'il attaque en justice la loi limitant le cumul des mandats dans le temps pour pouvoir se représenter[4],[5].
Après la politique
Après avoir quitté le poste de gouverneur, Freudenthal rejoint le cabinet d'avocats Cowell & Moring. Il donne également des cours de droit de l'environnement et de l'énergie à la faculté de droit de l'université du Wyoming[6].
Vie privée
Dave Freudenthal est marié avec Nancy D. Freudenthal (née Roan), juge fédérale pour le district du Wyoming depuis sa nomination en 2010 par Barack Obama. Ils ont quatre enfants.
