W 1999 przez kilka miesięcy był również przewodniczącym Bundesratu.
W wyborach w 2008 jego partia utraciła absolutną większość w landtagu, nie miała także większości w koalicji z FDP. Roland Koch pozostał jednak na urzędzie premiera, a kolejny wybór zapewnił sobie po przedterminowych wyborach w 2009. W okresie pełnienia funkcji premiera wprowadził częściową odpłatność za studia, a także przeforsował fuzję klinik uniwersyteckich w Gießen i Marburgu. Przeciwnicy polityczni i część komentatorów zarzucała mu populizm m.in. w związku z prowadzoną w 1999 przez niego kampanią przeciwko dopuszczalności podwójnego obywatelstwa. W 2006 wprowadził w Hesji formularz egzaminacyjny dla kandydatów na nowych obywateli, uznany przez tygodnik „Der Spiegel” za kontrowersyjny z uwagi na stopień trudności. W kampanii wyborczej w 2007 domagał się wydalania z Niemiec cudzoziemców popełniających przestępstwa.
W 2010 Roland Koch zrezygnował z funkcji partyjnych, mandatu poselskiego i urzędu premiera, zapowiadając odejście do sektora prywatnego.