Les débuts politiques de Philippe Séguin se traduisent par son adhésion à l’Union pour la nouvelle République puis à l’Union des démocrates pour la République. Il continue ensuite en travaillant au sein de plusieurs cabinets ministériels. Il travaille par exemple au Secrétariat général de la Présidence de la République comme Chargé de mission. Il y travaille sous Georges Pompidou et Valéry Giscard d’Estaing. Il travaille au Secrétariat d’État auprès du Ministère de la qualité de vie à partir de 1974 en tant qu’Adjoint au directeur de l’éducation physique et des sports. Il met sa carrière politique entre parenthèses jusqu’en 1978 où il est nommé Chargé de mission au Secrétariat d’État aux relations avec le Parlement. En 1977, il travaille au cabinet de Raymond Barre, Premier ministre.
La carrière politique de Philippe Séguin évolue aussi au niveau régional en dehors de ses fonctions gouvernementales. Il devient député de la 1e circonscription des Vosges en 1978 et y reste jusqu’en 1986 lorsqu’il est appelé au Gouvernement. Ce mandat sera marqué par sa prise de position en faveur de l’abolition de la peine de mort. Il fait alors figure d’exception puisqu’il soutient une réforme de François Mitterrand, dont il est politiquement opposé. Il intègre aussi le Conseil régional de Lorraine une année plus tard et en devient même le Vice-président. Par ailleurs, il devient Maire d’Épinal en 1983 et sera réélu en 1989 et en 1995. Parallèlement à ces responsabilités régionales, Philippe Séguin occupe plusieurs postes au sein du RPR. Il est notamment Secrétaire national pour les affaires sportives, la décentralisation et les problèmes des rapatriés entre 1984 et 1986. Cette année 1986, Philippe Séguin est appelé à assumer le poste de Ministre des affaires sociales et de l’emploi par Jacques Chirac, Premier ministre. Son mandat coïncidant avec une hausse considérable du taux de chômage, Séguin propose plusieurs projets de loi pour y faire face. C’est par exemple le cas de la loi annulant l’autorisation administrative de licenciement. Ce mandat sera également marqué par la loi du 19 juin 1987 sur l’aménagement du temps de travail, appelé « loi Séguin ». Séguin participe aussi à la mise en place de la participation des salariés aux résultats d’entreprise.
Alors que François Mitterrand est réélu Président de la République en 1988, Philippe Séguin retrouve son siège à l’Assemblée nationale et y reste jusqu’en 2002. Et comme la défaite de Jacques Chirac à l’élection présidentielle déstabilise le RPR, certains députés, dont Séguin, prennent des initiatives « semi-personnelles » lors des européennes de 1989. Une douzaine de jeunes députés, issus du RPR et de l’UDF, décident de former une liste commune pour représenter l’opposition aux élections européennes de 1989. Cette tentative ne connait toutefois que peu de succès, les élections venues.
Philippe Séguin souhaite « régénérer » le RPR lors des assises de 1990. Se rapprochant de Charles Pasqua et soutenu entre autres par François Fillon, Franck Borotra, Élisabeth Hubert et Michel Barnier, il tente de mettre en avant une ligne souverainiste à propos des questions européennes. Contrairement à ses intentions initiales, Jacques Chirac décide de s’allier avec Alain Juppé et ces derniers l’emportent. Chirac est donc réélu Président du RPR. Toujours aux côtés de Charles Pasqua, Philippe Séguin fait campagne en faveur du NON lors du référendum sur le traité de Maastricht. Il va jusqu’à dire que l’indépendance de la France serait remise en question si ce traité est voté.
La victoire de la droite aux législatives de 1993 aide Philippe Séguin à confirmer sa place dans le monde de la politique. Il devient en effet Président de l’Assemblée nationale et bat André Labarrère à une victoire écrasante de 389 voix contre 59. Ce poste lui permet de donner plus aux parlementaires plus d’indépendance par rapport au gouvernement. Il met aussi en place le vote électronique pour éradiquer le vote par procuration auquel de nombreux parlementaires avaient habituellement recours. Par ailleurs, enseignant à l’université du Québec, Philippe Séguin soutient le Mouvement souverainiste du Québec.
Deux ans plus tard, Philippe Séguin soutient activement la candidature de Jacques Chirac. Étant à l’origine entre autres de du discours de Chirac sur la fracture sociale, Séguin est même considéré comme un des piliers de la campagne. C’est donc avec une grande surprise que Séguin ne soit pas nommé Premier ministre lorsque Chirac est élu. Au contraire, celui-ci a opté pour Alain Juppé, un éternel concurrent de Séguin. Quoi qu’il en soit, il reste donc Président de l’Assemblée nationale jusqu’en 1997. Lors des législatives de 1997, Philippe Séguin penche vers les Libéraux du RPR. Mais la droite essuie une immense défaite et il revient à la tête du RPR après un court mandat de Laurent Fabius, élu juste après la dissolution de l’assemblée nationale cette même année 1997. Ce nouveau mandat sera marqué par la possibilité aux militants de voter directement pour la personne qu’ils souhaitent voir à la tête du parti. Ses détracteurs jugent que Philippe Séguin est en train de prévoir sa candidature en vue de l’élection présidentielle de 2002. La question de la monnaie unique en Europe déclenche aussi des divergences de points de vue au sein du parti. Et comme les membres n’arrivent pas à s’entendre sur une liste unique dans le cadre des européennes, Philippe Séguin se retrouve sous pression et décide de démissionner en avril 1999.
Philippe Séguin s’efface de la scène politique à la suite de sa démission à l’Assemblée nationale. Il revient toutefois quelques mois plus tard avec un intérêt pour la ville de Paris. Il est choisi pour représenter le RPR, mais les conflits internes n’étant pas encore solutionnés, la liste de Philippe Séguin est battue par celle du PS. C’est donc Bertrand Delanoë qui devient Maire à Paris.
Jacques Chirac fonde l’Union pour la majorité présidentielle en 2002 pour rassembler les mouvements gaullistes, contristes et libéraux. À la tête du RPR au Conseil de Paris, Philippe Séguin n’adhère pas à l’initiative de Chirac et démissionne du Conseil de Paris. Ce départ marque aussi la fin de sa vie politique. Il revient alors à la Cours des comptes et y occupe des postes importants. Il devient Conseiller maître, préside le conseil d’administration du Bureau international du travail. Il est même nommé Premier Président de la Cours des comptes en 2004. Et lorsque Nicolas Sarkozy accède à la Magistrature suprême de l’État, il propose à Philippe Séguin d’intégrer le gouvernement de François Fillon, mais il décline l’offre. Philippe Séguin émet toutefois l’envie de reprendre son parcours politique courant 2009, mais une crise cardiaque l’emporte le 7 janvier 2010 à seulement 66 ans. Toute la sphère politique française lui rend hommage lors d’obsèques émouvantes et solennelles. Nicolas Sarkozy prononce l’éloge funèbre, toute l’Assemblée nationale observe une minute de silence le 12 janvier et de nombreuses personnalités assistent à ses obsèques. Il est enterré dans le caveau familial de Bagnols-en-Forêt. Une rue est baptisée à son nom à Épinal et le concours d’éloquence 2010 de l’Institut d’études politique lui a été dédié.