15 listopada 2007 zrezygnował z mandatu, obejmując następnego dnia stanowisko ministra obrony narodowej w pierwszym rządzie Donalda Tuska.
11 kwietnia 2010 został członkiem Międzyresortowego Zespołu do spraw koordynacji działań podejmowanych w związku z tragicznym wypadkiem lotniczym pod Smoleńskiem, powołanego przez premiera Donalda Tuska po katastrofie polskiego Tu-154 w Smoleńsku. 20 maja 2010 został powołany przez tymczasowo wykonującego obowiązki Prezydenta RP Bronisława Komorowskiego w skład Rady Bezpieczeństwa Narodowego. W styczniu 2011 posłowie klubu parlamentarnego Prawa i Sprawiedliwości wystąpili z wnioskiem o wotum nieufności, zarzucając Bogdanowi Klichowi polityczną współodpowiedzialność za katastrofę lotniczą w Smoleńsku i odpowiedzialność za zły w ich ocenie stan polskich sił zbrojnych. Poparcie dla wniosku zadeklarowali posłowie Sojuszu Lewicy Demokratycznej i Polska Jest Najważniejsza. Ostatecznie wniosek nie uzyskał większości w Sejmie (za wnioskiem KP PiS głosowało 194 posłów, przeciw było 234).