Vào năm 1993, Diaz-Canel bắt đầu làm việc trong Đảng Cộng sản Cuba và một năm sau được bầu làm Bí thư thứ nhất Tỉnh ủy Villa Clara.[1][5] Ông đã tạo được tiếng vang khi còn giữ chức vụ này,[5] với việc đề cao các quyền của người LGBT khi nhiều người trong tỉnh còn có ác cảm với cộng đồng đồng tính.[12] Năm 2003, ông được bầu chức vụ tương tự ở tỉnh Holguín.[1][13] Cùng năm đó, ông được kết nạp vào Bộ Chính trị Đảng Cộng sản Cuba.[14]

Díaz-Canel giữ cương vị Bộ trưởng Bộ Giáo dục Đại học vào tháng 5 năm 2009, cho tới ngày 22 tháng 3 năm 2012, khi ông trở thành Phó Chủ tịch Hội đồng Bộ trưởng Cuba (tức Phó Thủ tướng).[1][15] Năm 2013 ông còn giữ chức Phó Chủ tịch thứ nhất Hội đồng Nhà nước Cuba.[1]

Chủ tịch nước

Với chức vụ Phó Chủ tịch thứ nhất Hội đồng Nhà nước, Díaz-Canel có quyền lực chỉ sau Chủ tịch Hội đồng Nhà nước, Raúl Castro. Năm 2018, Castro, khi đã 86 tuổi, quyết định sẽ thôi giữ chức Chủ tịch, cho dù ông vẫn tiếp tục là Bí thư thứ nhất Đảng Cộng sản Cuba và tổng tư lệnh Lực lượng Vũ trang Cách mạng Cuba.[16][17] Vào ngày 18 tháng 4 năm 2018, Díaz-Canel được chọn làm ứng viên duy nhất kế nhiệm Castro làm chủ tịch.[5] Ông được Quốc hội bầu làm chủ tịch ngày 19 tháng 4[5] và nhậm chức vào cùng ngày.[18] Là một chính khách kỹ trị ít được công chúng biết tới trước khi trở thành chủ tịch, ông được dự đoán sẽ theo đuổi các việc cải cách thận trọng đối với các chính sách kinh tế của người tiền nhiệm, đồng thời bảo toàn cơ cấu xã hội của quốc gia.[12] Ông là chủ tịch đầu tiên sinh ra sau cuộc Cách mạng Cuba năm 1959 và là chủ tịch đầu tiên kể từ năm 1976 không phải là thành viên của gia đình nhà Castro.[12]

Ông đón tiếp Tổng thống Venezuela Nicolás Maduro chỉ hai ngày sau khi nhậm chức. Ông gặp Maduro lại vào tháng 5 năm 2018 tại Caracas, trong chuyến công du nước ngoài đầu tiên với tư cách là nguyên thủ quốc gia. Trong chuyến thăm nhiều nước đầu tiên sau khi trở thành Chủ tịch, ông đã viếng thăm tất cả các nước đồng minh của Cuba tại châu Á và châu Âu vào tháng 11 năm 2018. Ông đã có các buổi gặp gỡ ngoại giao tại Nga, CHDCND Triều Tiên, Trung Quốc, Việt Nam, và Lào. Ông cũng đã dừng chân tại Vương quốc Anh và Pháp để gặp gỡ các nghị sĩ Anh và các lãnh đạo Pháp. Vào tháng 3 năm 2019, Díaz-Canel và phu nhân đã đón tiếp Thái tử Charles, Thân vương xứ Wales và phu nhân Camilla, Công tước phu nhân xứ Cornwall ở La Habana; họ là những thành viên hoàng gia Anh đầu tiên đến thăm đảo quốc này.[19]

Tháng 10 năm 2019, Diaz-Canel trở thành Chủ tịch nước Cộng hòa Cuba, một chức vụ được tái tạo vào tháng 2 năm đó sau một cuộc cải tổ hiến pháp đã được thông qua trong cuộc trưng cầu dân ý.[20] Chức vụ này thay thế chức vụ ông đang giữ từ tháng 4 năm trước, tức Chủ tịch Hội đồng Nhà nước, cũng là nguyên thủ quốc gia Cuba. Chức vụ Chủ tịch Hội đồng Nhà nước vẫn tồn tại, nhưng trở nên ít quan trọng hơn và được Esteban Lazo Hernández đảm nhiệm với tư cách là Chủ tịch Quốc hội của Chính quyền Nhân dân. Các cải cách của Diaz-Canel gồm có: giới hạn chức vụ Chủ tịch xuống còn hai nhiệm kỳ 5 năm, cấm phân biệt đối xử dựa vào tình trạng khuyết tật, giới tính, bản dạng giới, chủng tộc, hay thiên hướng tình dục.[21][22][23]

Bí thư thứ nhất

Tại Đại hội Đảng Cộng sản lần thứ 8 diễn ra ngày 16 đến 19 tháng 4 năm 2021, ông dự kiến sẽ thay thế Raúl Castro trong cương vị Bí thư thứ nhất Đảng Cộng sản Cuba.[24] Vào ngày 19 tháng 4 năm 2021, ông chính thức trở thành Bí thư thứ nhất sau khi Raúl Castro từ chức. Ông là người đầu tiên ngoài anh em Castro giữ vị trí này kể từ cuộc Cách mạng Cuba năm 1959. Theo BBC, Díaz-Canel sẽ trung thành với các tư tưởng của hai anh em Castro. Ông sẽ phải đối đầu với một nền kinh tế đã bị giảm sút 11% từ COVID-19 cũng như chịu ảnh hưởng từ cấm vận của Hoa Kỳ.[3]