27 sierpnia 1941 Laval został lekko ranny, gdy zamachowiec, Paul Collette, próbował go zastrzelić. 18 kwietnia 1942 został mianowany przez marszałka Philippe’a Pétaina szefem rządu Vichy (zastąpił François Darlana). Dodatkowo kierował resortem spraw wewnętrznych, resortem spraw zagranicznych i resortem informacji. Uwierzył w ostateczne zwycięstwo III Rzeszy, starając się uzyskać dla Francji miejsce w przyszłej „niemieckiej” Europie. Chciał uniknąć bezpośrednich rządów niemieckich we Francji (jak to miało miejsce m.in. w Polsce), dlatego zamierzał uczynić z Francji ulubioną „prowincję” Niemców. Jako premier prowadził politykę kolaboracji z okupantem i ustępstw. Wyraził zgodę na deportację Żydów z Francji do obozów koncentracyjnych w Generalnym Gubernatorstwie. Żydów zabierała i dostarczała Niemcom policja francuska, wskutek czego zginęło od 85 do 100 tys. Żydów.
Laval był zdecydowanym przeciwnikiem Wielkiej Brytanii. Z upływem czasu stawał się osobą coraz bardziej niepopularną. Jego gabinet urzędował do 17 sierpnia 1944.