W 1868 r. został wybrany do Izby Gmin jako reprezentant okręgu Stirling Burghs. Okręg ten reprezentował do końca swojej politycznej kariery. W listopadzie 1871 r. został finansowym sekretarzem w Ministerstwie Wojny. Pozostał na tym stanowisku do upadku liberalnego rządu Gladstone’a w 1874 r. Ponownie stanowisko to sprawował w latach 1880–1882 r. Następnie został parlamentarnym i finansowym sekretarzem przy Admiralicji. W latach 1884–1885 był Głównym Sekretarzem Irlandii.
W trzecim rządzie Gladstone (1886), czwartym rządzie Gladstone’a (1892–1894) i rządzie Rosebery’ego (1894–1895), Campbell-Bannerman sprawował stanowisko ministra wojny. W 1895 r. został kawalerem Krzyża Wielkiego Orderu Łaźni. W 1898 r. stanął na czele Partii Liberalnej. Po upadku konserwatywnego rządu Balfoura w 1905 r. Campbell-Bannerman stanął na czele nowego liberalnego gabinetu. Poprowadził również Partię Liberalną do zwycięstwa w wyborach parlamentarnych 1906 r.