Wiceprezydent mały|upright|Oficjalne zdjęcie portretowe Joego Bidena, 2013 Joe Biden zwyciężył w przeprowadzonych 4 listopada 2008 wyborach wiceprezydenckich. Lista wyborcza Partii Demokratycznej, na której znaleźli się: Barack Obama (kandydat na prezydenta) i Joe Biden (kandydat na wiceprezydenta), zdobyła 69 456 897 głosów, uzyskując tym samym największe poparcie w historii wyborów prezydenckich w Stanach Zjednoczonych. 20 stycznia 2009 został zaprzysiężony na urząd wiceprezydenta Stanów Zjednoczonych przez Johna Paula Stevensa, zostając tym samym pierwszym katolikiem pełniącym ten urząd. 7 lutego wygłosił swoją pierwszą przemowę na konferencji bezpieczeństwa w Niemczech. W dniach 20–21 października 2009 złożył wizytę w Polsce. Tematem rozmów z polskimi władzami była kwestia obrony rakietowej.
1 września 2010 przewodził ceremonii w Iraku, która formalnie kończyła amerykańską interwencję. Podczas uroczystości Joe Biden powiedział: „Wyzwalanie Iraku zakończyło się, ale amerykańskie zaangażowanie będzie kontynuowane w ramach operacji «Nowy Świt»”.