Le 12 décembre 2016, des membres de l'équipe de transition du président élu Donald Trump annoncent le choix de Tillerson pour le poste de secrétaire d'État,. Trump estime que Tillerson est « bien plus qu'un chef d'entreprise, c'est un joueur de classe mondiale ». Sa probable nomination est critiquée par certaines personnalités politiques pour les liens du dirigeant d'Exxon avec la Russie. Il a en effet été décoré de l'ordre de l'Amitié par le gouvernement russe et s'est opposé aux sanctions économiques contre la Russie, la société Exxon souhaitant alors investir dans les ressources pétrolières du pays. Il aurait également dirigé pendant huit ans une entreprise pétrolière russo-américaine basée aux Bahamas.