בשנים 1989-1993 כיהן צ'ייני כשר ההגנה בממשלו של ג'ורג' בוש האב. בכהונתו פיקד על מבצע "סופה במדבר" בעקבות פלישת עירק לכווית, פלישת צבא ארה"ב לפנמה והשינויים הצבאיים בעקבות סיום המלחמה הקרה ונפילת מסך הברזל.