1900-luvun alkupuolella hän toimi jälleen ulkoministerinä useissa hallituksissa, myös ensimmäisen maailmansodan alkaessa, johon Japani liittyi hänen johdollaan. Lisäksi vuonna 1915 Katō oli luomassa Kiinalle 21:tä vaatimusta, mikä sai aikaan merkittävän diplomaattisen kriisin ja vastustusta kotimaassa. Samana vuonna hänet nimitettiin ylähuoneeseen. Hänestä tuli vuonna 1916 konservatiivisen keiseikai-puolueen puheenjohtaja ja hän vaikutti sen politiikkaan huomattavasti vastustaessaan genrō-neuvoston vaikutusvaltaa ja kannattaessaan perustuslakia sekä äänioikeuden laajentamista.
Vuonna 1924 Katō nimitettiin Japanin pääministeriksi, jona hän toimi kuolemaansa saakka vuoden 1926 alussa. Hänen hallituksensa kykeni koalitioluonteestaan huolimatta ajamaan läpi merkittävää lainsäädäntöä, kuten yleisen vaalilain, joka laajensi äänioikeuden kaikkiin yli 25-vuotiaisiin miehiin, vuonna 1925 ja "rauhansäilytyslain", jonka tarkoitus oli vaimentaa radikaaliset poliittiset järjestöt – sosialistit, kommunistit ja anarkistit. Hän käynnisti myös yleisen asevelvollisuuden. Katō halusi rajoittaa hallinnon rahankäyttöä, mutta häntä myös kritisoitiin huomattavasti perhesiteistään Mitsubishiin.