Bez powodzenia kandydował na radnego Warszawy w 2006 i do Sejmu w 2007 (startując z 18. miejsca, dostał 604 głosy). W wyborach parlamentarnych w 2011 został liczbą 7735 głosów wybrany na posła z listy Prawa i Sprawiedliwości w okręgu bydgoskim. Został członkiem, a później wiceprzewodniczącym Komisji Obrony Narodowej. Po kilku dniach od rozpoczęcia kadencji przeszedł z klubu parlamentarnego PiS do klubu Solidarna Polska. Zaangażował się w budowę bydgoskich struktur powstałej w 2012 partii o tej nazwie. W lipcu 2012 został zawieszony w prawach członka tego ugrupowania; doszło do tego po kilku wypowiedziach publicznych, w których zapowiadał możliwość opuszczenia klubu parlamentarnego wraz z grupą posłów, co według liderów partii stanowiło działanie na szkodę Solidarnej Polski. Bartosz Kownacki w tym samym miesiącu wystąpił z klubu SP i powrócił do klubu PiS.
W 2015 z powodzeniem ubiegał się o poselską reelekcję, otrzymując 9044 głosy. 16 listopada 2015 został sekretarzem stanu w Ministerstwie Obrony Narodowej. W styczniu 2018 został odwołany z tego stanowiska. W czerwcu 2018 wybrano go w skład tzw. komisji śledczej ds. Amber Gold.