当天11时50分（北京时间22日0时50分），美国最高法院首席大法官罗伯茨主持了总统宣誓仪式。奥巴马左手按在第一夫人米歇尔捧着的两本《圣经》上完成宣誓。奥巴马宣誓之后，现场鸣起了21响礼炮，祝贺奥巴马当选新一届国家元首。

　　随后，奥巴马发表了约18分钟的就职演说，阐述第二任期对国家前景的展望，重申了美国的建国精神，并呼吁民众团结。他说，这些精神从来都不会自行实现，需要民众共同努力，赋予其现实的意义。

　　奥巴马说，随着战争结束、经济复苏开始，美国面临着一个改变了的世界，美国本身也必须随之改变。他重申将利用新观点与新技术改革政府、税制和教育，通过平衡方式降低医疗成本，削减联邦赤字，以实现经济公平、扶助中产阶级、加强社会保障。他承诺将采取措施，改进美国的移民体系，并确保学龄儿童的安全。

　　他同时阐述了第二任期的外交主张，认为持久的安全与和平不需要通过持久的战争来实现。他承诺将确保美国在世界上的联盟稳固，同时尽力通过和平方式解决与其他国家的争端。

　　奥巴马呼吁依法平等对待同性恋者，这使他成为美国首位在就职演说中提及同性恋者权利的总统。奥巴马还承诺采取措施应对气候变化，将通过鼓励可持续能源产业的发展实现这一目标。

　　在就职典礼上，女歌手碧昂斯演唱美国国歌。随后，奥巴马夫妇分别出席了就职午餐会、庆祝游行。当天晚上，他们还参加两场庆祝舞会。