Tháng 7 năm 1987, sau khi nhận bằng thạc sĩ, Cát Lâm bắt đầu sự nghiệp của mình khi được nhận làm cán bộ Đoàn Thanh niên Đại học Nhân dân Trung Quốc. Sau đó, ông được bầu làm Phó Bí thư Đoàn trường từ tháng 12 năm 1988 rồi Bí thư từ tháng 5 năm 1990. Tháng 12 năm 1991, ông được bầu làm Ủy viên Ban Thường vụ Đảng ủy trường, kiêm Bí thư Đoàn trường, chuyển sang làm Bí thư Chi bộ Khoa Pháp luật từ tháng 10 năm 1993. Tháng 8 năm 1994, Cát Lâm được bổ nhiệm làm Phó Bí thư Đoàn Thanh niên Bắc Kinh rồi Bí thư sau đó một năm. Đến tháng 10 năm 1998, ông được điều tới huyện Mật Vân (nay là quận Mật Vân) ở ngoại thành Đông Bắc thành phố, nhậm chức Bí thư Huyện ủy, công tác ở đây cho đến năm 2002.[2]

Tháng 5 năm 2002, Cát Lâm được bầu vào Ban Thường vụ Thành ủy Bắc Kinh, nhậm chức Bí thư Ủy ban Chính Pháp, cấp phó tỉnh, chuyển chức Phó Thị trưởng Bắc Kinh từ tháng 4 năm 2004. Tháng 10 năm 2007, bà được bầu làm Ủy viên dự khuyết của Ủy ban Trung ương Đảng Cộng sản Trung Quốc khóa XVII, trong số 167 Ủy viên dự khuyết.[3] Ông giữ chức vụ Phó Thị trưởng Bắc Kinh cho đến tháng 7 năm 2012, được bầu làm Phó Bí thư Thành ủy, trở lại là Bí thư Ủy ban Chính Pháp.[4] Tháng 11 năm 2012, tại Đại hội Đảng Cộng sản Trung Quốc khóa XVIII, ông tiếp tục được bầu làm Ủy viên dự khuyết Ủy ban Trung ương Đảng Cộng sản Trung Quốc khóa XVIII nhiệm kỳ 2012–17.[5]

Tháng 1 năm 2013, Cát Lâm được chuyển chức bổ nhiệm làm Bí thư Đảng tổ Chính Hiệp, sau đó được bầu làm Chủ tịch Ủy ban Bắc Kinh Hội nghị Hiệp thương Chính trị Nhân dân Trung Quốc khóa XII, cấp chính bộ.[6] Tháng 10 năm 2017, ông không tái đắc cử vị trí Ủy viên dự khuyết Trung ương Đảng, sau đó tiếp tục là Chủ tịch Chính Hiệp Bắc Kinh nhiệm kỳ khóa XIII.[7] Tháng 6 năm 2021, Cát Lâm được điều chuyển tới Học viện Chủ nghĩa xã hội Trung ương,[8] nhậm chức Bí thư Đảng tổ, rồi Phó Viện trưởng thứ nhất học viện này từ ngày 14 tháng 7 cùng năm.[9][10]