Vào tháng 2 năm 1885, Warren được bổ nhiệm làm Thống đốc Lãnh thổ Wyoming bởi Tổng thống Chester A. Arthur, mặc dù ông đã bị Tổng thống Dân chủ Grover Cleveland loại bỏ vào tháng 11 năm 1886. Ông được Tổng thống Benjamin Harrison bổ nhiệm lại vào tháng 4 năm 1889 và phục vụ cho đến năm 1890, khi ông được bầu làm Thống đốc đầu tiên của Wyoming (11 tháng 10 năm 1890 <unk> 24 tháng 11 năm 1890).
Wyoming