Działalność polityczna Per Stig Møller w 1984 wszedł po raz pierwszy w skład Folketingetu (duńskiego parlamentu) z ramienia Konserwatywnej Partii Ludowej. Od tego czasu skutecznie ubiegał się o reelekcję w każdych kolejnych wyborach do 2011 włącznie. W latach 1987–1990, 1994–1996 oraz 1998–2001 był członkiem Rady Europy. Od 18 grudnia 1990 do 25 stycznia 1993 zajmował stanowisko ministra środowiska w gabinecie premiera Poula Schlütera.
W parlamencie, od 1994 do 2001, był członkiem Komisji Polityki Zagranicznej, a od 1994 do 1996 stał na czele Komisji Polityki Bezpieczeństwa. W latach 1997–1998 pełnił funkcję przewodniczącego Konserwatywnej Partii Ludowej. Od 1998 do 2001 był rzecznikiem partii ds. polityki zagranicznej. 27 listopada 2001 objął stanowisko ministra spraw zagranicznych w gabinecie Andersa Fogh Rasmussena. Zachował je również w rządzie Larsa Løkke Rasmussena. 23 lutego 2010 został przez niego mianowany ministrem kultury. 8 marca objął również stanowisko ministra ds. kościelnych. Zajmował te stanowiska do 3 października 2011.