Agnelli 1966-ban lett a Fiat elnöke. Sok helyen nyitott gyárakat, többek között Oroszországban (az akkori Szovjetunióban) és Dél-Amerikában, valamint nemzetközi szövetségeket és vegyesvállalatokat indított (mint például az Iveco), ami új ipari mentalitást jelentett. Az 1970-es években, a nemzetközi benzinválság idején eladta a vállalat egy részét a Kadhafi ezredes tulajdonában lévő líbiai Laficónak; Agnelli azonban később visszavásárolta ezeket a részvényeket.
A baloldallal, különösen Enrico Berlinguer kommunista pártjával fenntartott kapcsolatai a munkásság és az olasz ipar közötti kapcsolatok lényegét jelentették. A Fiat politikájával (egyesek szerint politikájával) kapcsolatos társadalmi konfliktusokban Agnelli mindig megtartotta a vezető szerepet; az 1980-as években, az utolsó jelentős szakszervezeti akció során, egy drámai helyzetben, amikor egy sztrájk blokkolta a Fiat teljes termelését, képes volt megszervezni 40 000 munkás felvonulását, akik áttörték a sztrájkőrséget és visszatértek a gyárakba. Ez jelentette a szakszervezetek hatalmának megszűnését, amelyek a mai napig nem nyerték vissza befolyásukat az olasz politikára és gazdaságra. Az 1970-es években a Fiatot és vezetőit támadások érték, főként a Vörös Brigádok, a Prima Linea és a NAP részéről. Több, a csoportnak dolgozó embert megöltek, és a szakszervezeteket kezdetben azzal gyanúsították, hogy a támadók egy részét a szervezetükben rejtegették, bár később ugyanezek a terroristák olyan szakszervezeti tagokat vettek célba, mint Guido Rossa. Agnelli politikájáról és a Fiatnál az 1970-es években történt eseményekről Dario Fo 1981-es szatirikus színdarabja, a Trombiták és málna szólt.
Agnellit 1991-ben életfogytiglani szenátornak nevezték ki, és a független parlamenti frakcióhoz csatlakozott; később a szenátus védelmi bizottságának tagjává nevezték ki.
A 2000-es évek elején Agnelli közeledést tett a General Motors felé, ami egy olyan megállapodáshoz vezetett, amelynek értelmében a General Motors fokozatosan bekapcsolódott a Fiatba. A Fiat közelmúltbeli súlyos válságában Agnelli már a rákkal küzdött, és ezekben az eseményekben kevéssé tudott részt venni.
Agnelli szoros kapcsolatban állt a Juventusszal, a legnevesebb olasz futballklubbal is, amelynek szurkolója és közvetlen tulajdonosa volt. Legendásak voltak a telefonhívásai, amelyeket minden reggel 6 órakor intézett a klub elnökéhez, Giampiero Bonipertihez, bárhol is volt, bármit is csinált.
Agnelli számos nehézségbe ütközött a Mediobancával Cesare Romiti révén, aki mélységes aggodalmat okozott Agnellinek. A Mediobanca a vállalatban lévő pénzügyi érdekeltségei miatt a Fiat folyamatos felügyeletére törekedett, gyakran jelentősen beleszólt a vezetői döntésekbe és a fontos ügyekbe. Vincenzo Maranghi, aki később a bank vezérigazgatója lett, a korábbi feszültségek ellenére végül szoros barátságot alakított ki Agnellivel.
A L’Avvocato (“Az ügyvéd”) becenévre hallgató, mert jogi diplomával rendelkezett (bár soha nem vették fel az ügyvédi rendbe), Agnelli az olasz gazdaság legfontosabb alakja, a kapitalizmus szimbóluma volt a 20. század második felében, és sokan Olaszország igazi “királyának” tekintették. Az éles intelligenciával és sajátos humorérzékkel rendelkező, művelt ember talán a leghíresebb olasz külföldön, aki mély kapcsolatokat alakított ki nemzetközi bankárokkal és politikusokkal, főként a Bilderberg-csoporton keresztül, amelynek konferenciáin 1958 óta rendszeresen részt vett. A Bilderberg-csoport más törzsvendégei közül néhányan közeli barátai lettek, köztük Henry Kissinger. Egy másik régi munkatársa David Rockefeller volt (egy másik Bilderberg törzsvendég), aki kinevezte őt a Chase Manhattan Bank Nemzetközi Tanácsadó Bizottságába (IAC), amelynek Rockefeller volt az elnöke; Agnelli harminc éven át ült ebben a bizottságban. Rockefellerrel együtt tagja volt egy szindikátusnak is, amely az 1980-as években egy ideig a Rockefeller Center tulajdonosa volt.