Jean-Louis Bianco travaille au Ministère de la santé entre 1976 et 1979 en tant que chargé de mission rattaché à la Direction de l’action sociale. Il travaille par la suite auprès du Président François Mitterrand en tant que chargé de mission à partir de 1981. Une année plus tard, il est nommé Secrétaire général de la Présidence. Il assure ce poste jusqu’en 1991. Parallèlement à ce poste, il est à la tête de l’Office national des forêts. Il a même été sollicité par le Premier ministre pour rédiger un rapport. Il a alors proposé « La forêt : une chance pour la France ».
La carrière politique de Jean-Louis Bianco prend un nouvel élan lorsqu’Édith Cresson le nomme Ministre des affaires sociales et de l’intégration en mai 1991. Il y restera jusqu’en avril 1992 où il est affecté au Ministère de l’équipement, du logement et des transports. Sa carrière se poursuit également au niveau régional. Il devient notamment membre du Conseil régional de Provence-Alpes-Côte d’Azur en mars 1992. Deux ans plus tard, il devient Conseiller général des Alpes-de-Haute-Provence. Il sera réélu à ce poste en 2001, 2004 et 2008. Il devient Conseiller d’État à cette même période. Toujours en Alpes-de-Haute-Provence, Jean-Louis Bianco se présente aux municipales de 1995 et se fait élire Maire. Il se présente aussi aux législatives de 1997 et se fait élire député dans la 2e circonscription des Alpes-de-Haute-Provence. Il y sera réélu en 2002 et en 2007. Il intègre le Conseil régional de Provence-Alpes-Côte d’Azur et devient Président du conseil général des Alpes-de-Haute-Provence en 1998. Ce mandat sera renouvelé deux fois : en 2001 et en 2008. Il investit aussi la Mairie de Digne-les-Bains en 2001.
Jean-Louis Bianco évolue également au sein du Parti Socialiste. Avec Gaëtan Gorce, il crée Nouvelle voix en 2005. Groupe à sa création, Nouvelle voix devient un club de réflexion. Nouvelle voix fusionne avec Témoins (de Jean-Pierre Mignard) Jean-Louis Bianco délaisse alors Gaëtan Gorce pour se rapprocher de Mignard afin de s’allier avec ce dernier au congrès de Reims.
Jean-Louis Bianco annonce son soutient à Ségolène Royal en novembre 2006 dans le cadre de la campagne électorale de la présidentielle de 2007. Il devient même le porte-parole de la candidate et codirige sa campagne avec François Rebsamen. Cette participation active lui permet de confirmer sa place au sein du parti et d’accéder au Secrétariat national du PS en 2009. Il intègre par la même occasion le Conseil national du parti. En juin 2009, Jean-Louis Bianco se voit également confier le poste de Responsable du projet du PS dans le cadre des régionales de 2010. Il présente dans cette optique le Contrat socialiste de nos régions en décembre 2009. Particulièrement bien reçu par les membres, ce programme sera à l’origine de la victoire du PS durant les régionales 2010. Jean-Louis Bianco est depuis membre de plusieurs commissions de travail du PS : « Nouveau modèle économique, social et écologique », « international » et « rénovation ». Jean-Louis Bianco ne renie pas la possibilité qu’il se porte candidat à l’élection présidentielle de 2012 si Ségolène Royal ne se présente pas. En tout cas, il a d’ores et déjà publié « Si j’étais Président… », un ouvrage débâtant sur les aspirations des Français pour 2012.