Som guvernör, senator, universitetsgrundare och framför allt som drivande kraft bakom byggandet av den transkontinentala järnvägen bidrog Leland Stanford till att forma Kaliforniens historia under mer än tre decennier.
Bara fem år efter det att hans pionjäranda ledde honom till Kalifornien 1852 hjälpte Stanford till att organisera det republikanska partiet i delstaten, och 1862 blev han den första republikanska guvernören. Under sin tvååriga mandatperiod arbetade han för att hålla Kalifornien kvar i unionen och övervakade delstatens betydande ekonomiska bidrag till unionens seger i inbördeskriget. Han använde också sitt politiska inflytande för att säkra massiv statlig finansiering och markanslag för en transkontinental järnväg.
Efter att hans mandatperiod som guvernör var slut blev Stanford president för Central Pacific Railroad. Tillsammans med investerarna Charles Crocker, Mark Hopkins och Collis Huntington var Stanford en av de ”fyra stora” som ledde byggandet av den västra sidan av den transkontinentala järnvägen. År 1869 drev han den berömda ”gyllene spiken” vid Promontory Point i Utah, vilket förband Nordamerikas öst- och västkust med järnväg och för alltid förändrade resandet och handeln över gränserna.
År 1885, som ett minnesmärke över sin son som dog när han var tonåring, grundade Stanford och hans hustru Jane Leland Stanford Junior University i Palo Alto, som de donerade. Institutionen var nyskapande redan från början: samutbildad, vid en tid då de flesta var helt manliga, och icke-konfessionell, då de flesta var anslutna till en religiös organisation. I dag är det ett av de främsta universiteten i världen.
Stanford utsågs till ledamot av den amerikanska senaten 1885 och tjänstgjorde till sin död.