W 2004 po raz pierwszy z listy Nowej Demokracji został wybrany do Parlamentu Hellenów. Reelekcję uzyskiwał w 2007, 2009 oraz w maju i czerwcu 2012. Nie przeszedł do tworzonego przez siostrę Sojuszu Demokratycznego, który później powrócił do ND. W 2013 dołączył do rządu Andonisa Samarasa jako minister ds. reformy administracji i e-zarządzania; funkcję tę pełnił do stycznia 2023. W styczniu i wrześniu 2015 w przegranych przez demokratów wyborach ponownie uzyskiwał mandat poselski. W styczniu 2016 wygrał drugą turę wyborów na nowego przewodniczącego swojej partii, pokonując w niej Wangelisa Meimarakisa.
Kierowana przez niego partia w maju 2019 wygrała wybory europejskie, co wymusiło na premierze Aleksisie Tsiprasie ogłoszenie przedterminowych wyborów krajowych na lipiec tegoż roku. W wyniku tego głosowania lider ND został kolejny raz deputowanym, a jego ugrupowanie uzyskało bezwzględną większość w parlamencie (158 na 300 mandatów). 8 lipca 2019 prezydent Prokopis Pawlopulos mianował Kiriakosa Mitsotakisa na urząd premiera. Jeszcze tego samego dnia lider ND ogłosił skład swojego gabinetu, który rozpoczął funkcjonowanie 9 lipca.