歐巴馬二十一日於美東時間上午十一時五十五分，在國會山莊西側面對國家草坪（廣場）的台階上高舉右手，由最高法院首席大法官羅伯茲監誓，正式宣誓就職成為新任美國總統，但這也是歐巴馬二十四小時內第二次宣誓就職。
四度宣誓 美總統第二人
美國憲法規定總統必須在一月二十日中午宣誓就職，歐巴馬二十日已在白宮藍廳內僅由家族成員參加的私人儀式中完成宣誓。歐巴馬在簡短宣誓儀式結束後擁抱妻女，並對十一歲的小女兒莎夏說，「我做到了。」白宮現場的電視台麥克風收音還收到莎夏對歐巴馬說，「你沒搞砸。」莎夏指的應是歐巴馬四年前首度宣誓就職時，因為監誓的首席大法官羅伯茲口誤唸錯誓詞順序，歐巴馬也跟著唸錯，為慎重起見，白宮在隔天又請羅伯茲到白宮以正確誓詞再主持一次宣誓儀式。
金恩紀念日 舉行就職典禮
由於二十日適逢週日，正式的公開宣誓儀式及相關慶祝活動都順延到二十一日，同時也是馬丁路德金恩博士紀念日當天再舉行。歐巴馬也因此成為繼當選過四任總統的前總統小羅斯福（Franklin D. Roosevelt）之後，美國歷史上第二位四度宣誓就職的總統。
但美國正面臨嚴重黨派對立、經濟依舊疲軟及連串外交難題，歐巴馬此次宣誓就職的氣氛多少受到影響，不如四年前首度就職時那般充滿樂觀希望，就職典禮的觀禮人數也從四年前的一百八十萬人縮減為五十萬至七十萬人，就職慶祝舞會的場次也從四年前的十場縮水為兩場。
演說呼籲兩黨尋求共識
歐巴馬此次的就職演說則是各方關注的焦點，他在演說中呼籲兩黨國會議員應設法尋求共識，以解決如政府預算、提高政府舉債上限、修法加強槍枝管制，以及修改移民政策等內政難題，並提出未來四年的施政願景。上週國家廣播公司的民調指出，對未來四年抱持樂觀看法的美國民眾僅有四成三，看壞的則有三成五。
宣誓典禮結束後，歐巴馬夫婦及副總統拜登夫婦都參加了在國會山莊內舉行的正式午宴，與國會議員及政府首長等政要共進午餐，隨後再參加從國會山莊沿著賓夕法尼亞大道前往白宮的就職遊行，歐巴馬可能依照傳統，中途步下禮車徒步前進好跟夾道歡迎的民眾互動。
歐巴馬一家返抵白宮後，在白宮前的觀禮台觀賞其餘的遊行節目，接著換裝前往參加兩場就職舞會，一場是官方舞會，另一場則是為美軍人員及其眷屬所舉行。