W 2007 zaangażował się w działalność polityczną, kiedy to z listy nowo powołanej partii Obywatele na rzecz Europejskiego Rozwoju Bułgarii (GERB), poszukującej aktywnych osób bez doświadczenia politycznego. Wystartował wówczas z powodzeniem w wyborach na burmistrza Gabrowa. Zajmował to stanowisko przez trzy lata. W marcu 2010 wszedł do rządu Bojka Borisowa na utworzone w tym czasie stanowisko ministra ds. funduszy Unii Europejskiej, odpowiedzialnego za rozdysponowanie i wykorzystanie tych środków. Urząd ten sprawował do marca 2013. W tym samym roku uzyskał mandat posła do Zgromadzenia Narodowego 42. kadencji.
W 2014 stanął na czele listy partii GERB w wyborach europejskich, uzyskując mandat eurodeputowanego VIII kadencji. 7 listopada tego samego roku objął urząd wicepremiera ds. funduszy europejskich i polityki gospodarczej w drugim rządzie Bojka Borisowa. Sprawował go do stycznia 2017. W marcu tego samego roku został wybrany w skład bułgarskiego parlamentu 44. kadencji.