Pada bulan Mac 2014, Adenan menggantikan Abdul Taib Mahmud sebagai Ketua Menteri atau Yang di-Pertua Negeri Sarawak. Beliau secara rasmi mengangkat sumpah jawatan pada majlis yang diadakan di Astana pada 28 Februari 2014,[7][8] Kemudian tahun itu, sempena Hari Keputeraan Gabenor ke-78 di Sarawak, beliau telah dianugerahkan gelaran "Datuk Patinggi".[9] Sebelum pilihan raya negeri Sarawak 2016, beliau telah dipuji kerana inspirasi sokongan di kalangan pengundi Cina. Beliau memenangi kerusi Tanjung Datu dengan 93.4% undi popular. Partinya memenangi 72 daripada 82 kerusi yang ditawarkan.

Sebagai Ketua Menteri, beliau bertempur dengan kerajaan persekutuan dari semasa ke semasa walaupun parti yang beliau sebahagian daripada gabungan persekutuan yang memerintah. Beliau bercakap secara terbuka mengenai mengukuhkan autonomi Sarawak[10] dan dipanggil untuk bahagian negeri yang lebih tinggi terhadap royalti petroleum, banyak kepada kebingungan Putrajaya dan syarikat minyak negara Petronas.[11] Antara isu-isu lain beliau tidak bersetuju dengan kerajaan persekutuan termasuk pengiktirafan rasmi untuk sijil pendidikan Cina.[12]