Po zwycięstwie jej stronnictwa w tych wyborach i powstaniu koalicyjnego rządu z Liberalnymi Demokratami, Justine Greening trafiła do resortu skarbu (co odpowiada ministerstwom finansów w większości państw kontynentalnej Europy), gdzie objęła stanowisko jednego z wiceministrów, z tytułem sekretarza ekonomicznego Skarbu (Economic Secretary to the Treasury). W październiku 2011 została awansowana na członka Gabinetu i mianowana szefową resortu transportu, którego dotychczasowy minister Philip Hammond został przeniesiony do resortu obrony. Podczas rekonstrukcji gabinetu we wrześniu 2012 została ministrem ds. rozwoju międzynarodowego. Po wygranych przez konserwatystów wyborach w 2015 roku zachowała dotychczasowe stanowisko. W trakcie kampanii przed referendum w 2016, opowiadała się za pozostaniem Wielkiej Brytanii w Unii Europejskiej. Od 14 lipca 2016 do 24 lipca 2019 była ministrem edukacji i ministrem ds. kobiet i równości w gabinecie Theresy May.
3 września 2019 znalazła się grupie 21 konserwatywnych posłów, którzy zostali zawieszeni w prawach członków partii za głosownie przeciwko rządowemu projektowi ustawy dotyczącej wystąpienia Zjednoczonego Królestwa z Unii Europejskiej.