Vào tháng 11 năm 1905, theo sau Chiến tranh Nga-Nhật, nhà nước Triều Tiên đã ký Hòa ước Ất Tỵ, làm Nhật trở thành nước bảo hộ của Triều Tiên. Itō trở thành Toàn quyền Triều Tiên đầu tiên vào 21 tháng 12 năm 1905. Ông buộc Triều Tiên Cao Tông phải thoái vị vào năm 1907 để Triều Tiên Thuần Tông lên thay, và thúc đẩy thông qua Hòa ước sáp nhập Nhật-Triều Tiên năm 1907, để Nhật có thể điều khiển toàn bộ nội vụ của Triều Tiên. Mặc cho sự nhiệt tình của ông trong vụ sáp nhập này, đối thủ chính trị của ông, Lục quân Đế quốc Nhật Bản do Yamagata Aritomo lãnh đạo, đã cho là ông làm trì hoãn việc chinh phục thuộc địa Triều Tiên, do đó Itō phải từ chức vào 14 tháng 6 năm 1909.