2001年，日本政府实施府厅缩编改革计划时，一些主张设立防卫省的自民党众议员成立了“推进设置防卫省议员联盟”，并于2003年向国会提交了防卫厅升格法案，但因为众议院解散未获通过。 2003年12月，日本防卫厅派遣航空自卫队出兵伊拉克，实现了战后首次向处于战争状态地区派遣军队的突破。2005年，日本防卫厅成立了专门小组，加紧筹备防卫厅升格的法律准备工作。2006月9日，日本政府通过了防卫厅升格相关法案，并正式提交日本国会审议。 2006年11月30日和12月15日，防卫厅升格相关法案分别在日本国会众参两院以多数赞成票获得通过。在此前，根据二战后美国帮助日本制定的《和平宪法》，日本只设有局级的“防卫厅”，直属于内阁府。防卫厅长官虽然是内阁成员，但重大防卫问题的处理必须由内阁总理大臣决定。 2007年1月9日，日本防卫厅正式升格为防卫省，防卫厅长官也随之升格为防卫大臣，取得和其他内阁官员一样的提议召集内阁会议等权力。防卫省在发布“海上警备行动”等命令时，可直接要求内阁召开会议予以批准，以“迅速处理危机”。2015年10月1日，日本防卫省成立采购、技术和后勤局。
