W 2013 dołączył do zarządu LSDP. W 2015 wybrany do rady miejskiej Wilna, objął stanowisko zastępcy mera tego miasta. Bez powodzenia kandydował do litewskiego parlamentu. W kwietniu 2017 zastąpił Algirdasa Butkevičiusa na stanowisku przewodniczącego socjaldemokratów. W wyborach w 2020 uzyskał mandat deputowanego na Sejm Republiki Litewskiej. W styczniu 2021 ogłosił swoją rezygnację z funkcji przewodniczącego LSDP. W 2024 z powodzeniem ubiegał się o poselską reelekcję.
Został następnie wysunięty jako kandydat na premiera, gdy liderka LSDP Vilija Blinkevičiūtė zrezygnowała z ubiegania się o tę funkcję. Jego formacja zawarła koalicję ze Związkiem Demokratów „W imię Litwy” oraz Świtem Niemna. 21 listopada 2024 Sejm większością 88 głosów wybrał Gintautasa Paluckasa na urząd premiera. Rozpoczął urzędowanie wraz z całym rządem 12 grudnia 2024 po zatwierdzeniu programu rządowego przez parlament oraz po zaprzysiężeniu członków gabinetu. W kwietniu 2025 został wybrany na przewodniczącego socjaldemokratów; funkcję tę objął w kolejnym miesiącu.