W 1990, podczas pobytu w Innsbrucku, założył lokalną strukturę Chorwackiej Wspólnoty Demokratycznej. W 1991 został kierownikiem literackim Chorwackiego Teatru Narodowego w Splicie. W 1992 wszedł w skład chorwackiego parlamentu. W 1993 objął stanowisko wiceministra spraw zagranicznych. W latach 1995–1996 kierował kancelarią prezydenta Franja Tuđmana, będąc jednocześnie sekretarzem generalnym narodowej rady bezpieczeństwa i obrony (VONS). Następnie powrócił do resortu spraw zagranicznych na poprzednią funkcję.
W 2000, 2003 i 2007 ponownie wybierany do Zgromadzenia Chorwackiego, w parlamencie zasiadał do 2011. Również w 2000 został nowym przewodniczącym HDZ, która wówczas znalazła się w opozycji. Kierowana przez niego partia wygrała kolejne wybory parlamentarne, 23 grudnia 2003 Ivo Sanader objął urząd premiera. HDZ zwyciężyła także w wyborach w 2007, dzięki czemu 12 stycznia 2008 jej lider mógł sformować swój drugi gabinet. Ustąpił niespodziewanie na początku lipca 2009. Wśród przyczyn dymisji wskazywano nierozwiązanie sporu ze Słowenią o rozgraniczeniu wód morskich Zalewu Pirańskiego i terenów granicznych nad rzeką Mura.