W 2010 Abbott zaprosił go do swojego gabinetu cieni, gdzie został „cieniem” ministra komunikacji.
Premier Australii We wrześniu 2013 LPA powróciła po sześciu latach przerwy do władzy i utworzyła gabinet Tony’ego Abbotta. Turnbull objął w nim stanowisko ministra komunikacji. We wrześniu 2015 stanął na czele wewnątrzpartyjnego buntu przeciwko tracącemu popularność Abbottowi. Podał się do dymisji z zajmowanego stanowiska i jeszcze tego samego dnia – 14 września 2015 – pokonał Abbotta w nadzwyczajnych wyborach na stanowisko federalnego lidera LPA (wyboru tego dokonują członkowie klubu LPA w parlamencie federalnym). Jako nowy lider największej partii koalicji rządzącej, automatycznie otrzymał nominację na premiera Australii, którym formalnie został 15 września.
W lipcu 2016 Koalicja pod wodzą Turnbulla wygrała federalne wybory parlamentarne, choć jej większość w parlamencie wyniosła po nich zaledwie jeden mandat. Wkrótce później Turnbull utworzył swój drugi gabinet.