Kopumā Dombrovskis ir vadījis trīs valdības - pirmais periods bija no 2009.gada 12.marta līdz 2010.gada 3.novembrim, otrā valdības vadīšana ilga no 2010.gada 3.novembra līdz 2011.gada 24.oktobrim, bet kopš 2011.gada 25.oktobra aizrit trešais periods valdības vadītāja amatā.
2009. gada 26. februārī, sešas dienas pēc I. Godmaņa atkāpšanās, Valsts prezidents Valdis Zatlers izvirzīja V. Dombrovski Ministru prezidenta amatam. 12. martā 9. Saeima apstiprināja V. Dombrovski Ministru prezidenta amatā. Valdības pirmajos darbības mēnešos Ministru prezidents pats ieņēma arī Bērnu, ģimenes un sabiedrības integrācijas lietu ministra amatu līdz tā likvidācijai.
Dombrovska pirmajai valdībai bija jāīsteno fiskālās disciplīnas pasākumi, jāsamazina valsts pārvaldes izmēri un atalgojums tajā, jāpalielina nodokļi, lai valsts atjaunotu ekonomisko stabilitāti un tiktu galā ar ekonomisko krīzi.
2010. gada martā Tautas partija izstājās no koalīcijas un atsauca savus ministrus no valdības, līdz ar to V. Dombrovskis kļuva par mazākuma valdības vadītāju. Tomēr valdība krīzes apstākļos darbojās salīdzinoši veiksmīgi un vasaras beigās Latvijas ekonomika sāka uzrādīt atjaunošanās pazīmes. Šajā situācijā V. Dombrovskis tika izvirzīts kā partiju apvienības Vienotība līderis un Ministru prezidenta amata kandidāts 10. Saeimas vēlēšanās, kas notika 2. oktobrī.
Partija guva uzvaru vēlēšanās, iegūstot 33 vietas parlamentā, bet Ministru prezidents V. Dombrovskis bija vēlētāju visvairāk atbalstītais kandidāts, Vidzemes vēlēšanu apgabalā savācot 77 168 plusiņus vēlēšanu biļetenos. Uzreiz pēc vēlēšanām V. Dombrovskis sāka sarunas par jaunas valdības izveidi un 10. Saeimas pirmajā darba dienā 2010. gada 2. novembrī Valsts prezidents V. Zatlers uzaicināja viņu sastādīt jaunu Ministru kabinetu. Saeimas ārkārtas sēdē 2010. gada 2. novembrī jaunā valdība tika apstiprināta ar 63 balsīm par. Valdībā V. Dombrovskis ieņēma ne vien Ministru prezidenta, bet arī reģionālās attīstības un pašvaldību lietu ministra krēslu, līdz brīdim, kad, saskaņā ar valdības deklarāciju, šis ministra amats tika apvienots ar vides ministra amatu kopējā ministrijā.
Dombrovskis arī 2011. gadā notikušajās 11. Saeimas ārkārtas vēlēšanās bija partijas Vienotība Ministru prezidenta amata pretendents un vēlētāju visatbalstītākais kandidāts partijas sarakstā, kurš tika ievēlēts 11. Saeimā no Vidzemes vēlēšanu apgabala. Pēc ilgām un sarežģītām sarunām par koalīcijas veidošanu, Valsts prezidents Andris Bērziņš V. Dombrovski uzaicināja veidot valdību. Viņš kļuva par pirmo Latvijas premjeru, kurš vadījis trīs valdības pēc kārtas.
Vadot trešo valdību pēc kārtas, kā prioritātes tika izvirzītas demogrāfiskās situācijas uzlabošana Latvijā, ekonomiskās izaugsmes turpināšana, cīņa ar ēnu ekonomiku un Latvijas iestāšanās eirozonā. Tomēr Dombrovskim bija jātiek galā arī ar "Latvijas Krājbankas" krīzi un jāturpina budžeta konsolidācija, lai atjaunotu valstī ekonomisko stabilitāti. Tāpat trešās valdības laikā Dombrovskim bija jāaizstāv Latvijas intereses Eiropas Savienības daudzgadu budžetā.
Premjers savu ilgo noturēšanos valdības vadītāja amatā aģentūrai LETA skaidroja ar valdības īstenoto politiku, kas guvusi iedzīvotāju uzticību. Viņš arī būšot gatavs kandidēt uz premjerministra amatu nākamgad gaidāmajās Saeimas vēlēšanās.