Ganjar akhirnya memilih berkarier di politik lewat Partai PDIP yang dipimpin Megawati Sukarnoputri. Dia kemudian menjadi anggota DPR setelah menerima tugas sebagai pengganti antar waktu (PAW) menggantikan Jakob Tobing yang ditugaskan sebagai di duta besar untuk Korea Selatan.
Ketika menjadi anggota DPR pada periode 2004-2009, Ganjar Pranowo ditugaskan di Komisi IV yang mengawasi bidang Pertanian, Perkebunan, Kehutanan, Kelautan, Perikanan dan Pangan.
Pada periode berikutnya dia kembali maju dan terpilih sebagai Wakil Ketua Komisi II DPR RI (Bidang Pemerintahan Dalam Negeri, Otonomi Daerah, Aparatur Negara, Reformasi Birokrasi, Pemilu, Pertanahan Dan Reformasi Agraria) 2009-2013
Hingga akhirnya Ganjar maju menjadi calon gubernur dalam Pilgub Jawa Tengah Tahun 2013 berpasangan dengan Heru Sudjatmoko yang diusung PDIP. Dia kembali maju sebagai gubernur petahana untuk periode 2018-2023. Kali ini berpasangan dengan Taj Yasin Maimoen dan memeroleh suara 58,78 persen saat pilkada.
Terbaru, Ganjar mendapat restu dari Ketua Umum PDIP Perjuangan sebagai Capres 2024. Dia akan bertarung untuk merebut kursi yang akan ditinggalkan Presiden Jokowi pada Pemilu 2024.