W czerwcu 2017 dołączył do drugiego rządu Édouarda Philippe’a jako sekretarz stanu przy ministrze ekologii. W listopadzie 2017 wstąpił do prezydenckiej partii LREM. Podczas rekonstrukcji z października 2018 awansował na stanowisko ministra przy ministrze spójności terytorialnej do spraw wspólnot terytorialnych. W lipcu 2020 został ministrem do spraw terytoriów zamorskich w gabinecie Jeana Castex.
W 2020 uzyskał miejsce we francuskim Senacie. W maju 2022 powołany na urząd ministra obrony w rządzie Élisabeth Borne. Utrzymywał tę funkcję także przy rekonstrukcji gabinetu z lipca 2022 oraz w utworzonym w styczniu 2024 rządzie Gabriela Attala. Urząd ten objął również we wrześniu 2024 w gabinecie Michela Barniera, otrzymując dodatkowo odpowiedzialność za sprawy kombatantów. W grudniu tego samego roku w powołanym wówczas rządzie François Bayrou ponownie powierzono mu funkcję ministra obrony. Gabinet ten 8 września 2025 przegrał w Zgromadzeniu Narodowym głosowanie nad wotum zaufania.