En las elecciones del 4 de julio de 2010, resultó ganador por la coalición "Unidos por la Paz y el Progreso" (PAN, PRD, PT, Convergencia).
El primero de diciembre tomó protesta al cargo, después de más de 70 años de gobiernos priístas. Entre los invitados estuvo quien fuera el secretario de Gobernación, Francisco Blake Mora.
Así, inició un mandato con altas expectativas debido a la alternancia en el poder; sin embargo, poco tiempo después los problemas llegaron a su administración.
En 2011 presentó su plan de infraestructura con una inversión de 50 mil millones de pesos y 13 megaproyectos.
Tras la aprobación constitucional de la reforma educativa, el gobernador de Oaxaca presentó una iniciativa elaborada en conjunto con la Sección 22 del SNTE para “tropicalizarla”, pero ésta fue desechada por el Congreso de la Unión.
En 2015 propuso construir el Centro Cultural y de Convenciones en el Cerro del Fortín, considerado un área natural que sería dañada con la obra, por ello se determinó cambiar la sede. Esto generó un conflicto con el artista oaxaqueño Francisco Toledo.
Toledo consideró incongruente que el gobierno encabezado por Cué Montagudo destinara más recursos a la construcción de dicho centro que a la inversión en hospitales.
En marzo de este año, el senador con licencia Benjamín Robles Montoya presentó en el Congreso local una solicitud de juicio político contra Cué Monteagudo por el presunto delito de corrupción y desvió de recursos por más de 10 mil millones de pesos.
El 22 de julio de 2015, Cué Monteagudo dio a conocer un decreto para reformar el Instituto Estatal de Educación Pública de Oaxaca (IEEPO) y aplicar de esta forma la reforma educativa.
Lo anterior derivó en una confrontación con los maestros, quienes iniciaron bloqueos en el estado hasta el enfrentamiento del pasado 19 de junio en Asunción Nochixtlán, donde el choque entre policías y simpatizantes dejó ocho muertos y 200 heridos.
Al final de su mandato, Gabino Cué se aisló dejando de aparecer públicamente; su administración finaliza con una serie de protestas, deudas y recrudecimiento de violencia.