Ordförandeskap och diplomati
Efter Rouhanis invigning i augusti inledde han en diplomatisk kampanj för att förbättra Irans engagemang med väst. I ett tal vid FN: s generalförsamling i september kritiserade Rouhani internationella sanktioner mot Iran men betonade landets vilja att söka kompromiss över det iranska kärnkraftsprogrammet. Hans försonliga övertaganden ledde till ett telefonsamtal med den amerikanska pres. Barack Obama i slutet av september, det första direkta samtalet mellan en USA och en iransk ledare sedan 1979.
Rouhanis löfte om att starta om den internationella dialogen om Irans kärnkraftsverksamhet uppfylldes i början av november med öppnandet av samtal mellan Iran och en grupp som består av USA, Kina, Ryssland, Frankrike, Tyskland och Storbritannien (gemensamt känt som P5 + 1). I slutet av månaden hade en övergångsöverenskommelse uppnåtts som lindrade sanktionerna mot Iran och placerade en rad begränsningar för kärnkraftsprogrammet. En slutlig överenskommelse, känd som den gemensamma övergripande handlingsplanen (JCPOA), nåddes i juli 2015 som krävde att Iran skulle minska sitt kärnkraftslager och tillåta inspektioner av sina kärnkraftsanläggningar i utbyte mot en gradvis minskning av sanktionerna. Rouhani sa efter att avtalet nåddes att det skulle hjälpa till att bygga förtroende mellan Iran och väst. I januari 2016 intygade FN-inspektörer att Iran hade gjort tillfredsställande framsteg mot att uppnå sina mål enligt kärnkraftsavtalet. Detta utlöste upphävandet av internationella sanktioner. Återintegreringen av Irans ekonomi – särskilt olje- och finanssektorn – med den globala ekonomin hade omedelbara makroekonomiska fördelar. BNP-tillväxten steg kraftigt och inflationen sjönk under 10 procent för första gången sedan 1990-talet.
Rouhani vann en andra mandatperiod som president i maj 2017 och vann 57 procent av rösterna till 38 procent för sin närmaste konkurrent, den konservativa prästen Ebrahim Raisi. Valresultaten tolkades till stor del som en folkomröstning om kärnkraftsavtalet. Rouhani gynnades av det entusiastiska stödet från unga iranier som var angelägna om större ekonomiska möjligheter och mer internationellt engagemang. Ändå misslyckades många iranier med en betydande ekonomisk förbättring i vardagen, vilket ledde till massiva demonstrationer i december 2017.
I maj 2018 U.S. pres. Donald Trump tillkännagav USA: s tillbakadragande från kärnkraftsavtalet och att sanktionerna skulle införas på nytt. Andra undertecknare av fördraget gick med på att upprätthålla det, även om många företag med säte i dessa länder drog sig ur Iran och en betydande mängd internationell handel med Iran minskades på grund av USA: s långtgående sanktioner. Rouhani började ta en hårdare linje och Iran gjorde en show av militära övningar, ballistiska missiltester och satellitlanseringar. Dessa drag möttes med ogillande från några av de andra undertecknarna, som varnade för att sådana aktiviteter skulle sprida misstro och undergräva avtalet.
Eftersom det blev klart år 2019 att de andra undertecknarna inte kunde garantera fördelarna med Rouhani tillkännagav i maj samma år att Iran skulle börja bryta mot avtalet. Den iranska regeringen drog sig gradvis tillbaka från sina åtaganden och började utföra attacker i regionen, inklusive i Omanbukten.
I mitten av november, när sanktionerna fortsatte att bita, meddelade Rouhani att regeringen skulle höja bränslepriser. Protester utbröt över hela landet, vilket ledde till en brutal kraftåtgärd åtföljd av en oöverträffad blackout på Internet. Rouhani bar mycket av tyngden från konservativa för Irans situation, vilket förvärrades ytterligare av den globala COVID-19-pandemin och den fortsatta eskaleringen i spänningarna med USA. Ett nytt parlament som svor i maj 2020 fördömde anklagelser innan landets ledare Ali Khamenei uttryckte motstånd mot åtgärden.