Piął się w partyjnej hierarchii, po 1989 r. został premierem
Leszek Miller był działaczem PZPR od 1969 r. Piął się w partyjnej hierarchii, aż w grudniu 1988 r. awansował na stanowisko sekretarza Komitetu Centralnego PZPR. W 1989 r. został członkiem Biura Politycznego Komitetu Centralnego PZPR. Jako przedstawiciel strony rządowej uczestniczył w obradach okrągłego stołu w 1989 r.
Po rozwiązaniu PZPR był współzałożycielem SdRP. W trzech kolejnych wyborach do sejmu startował z Łodzi. W latach 1993-1996 Miller był ministrem pracy i polityki społecznej w rządzie Waldemara Pawlaka i Józefa Oleksego, w 1996 r. ministrem - szefem Urzędu Rady Ministrów, a w 1997 r. ministrem spraw wewnętrznych i administracji w rządzie Włodzimierza Cimoszewicza.
W 1999 r. doprowadził do utworzenia Sojuszu Lewicy Demokratycznej i został jego przewodniczącym. Po przygniatającym zwycięstwie SLD-UP w wyborach parlamentarnych 2001 r. otrzymał z rąk prezydenta Aleksandra Kwaśniewskiego nominację na premiera. W grudniu 2002 r. na szczycie w Kopenhadze Miller zakończył negocjacje z Unią Europejską. 16 kwietnia 2003 r. w Atenach wraz z Włodzimierzem Cimoszewiczem i Danutą Huebner podpisał Traktat Akcesyjny wprowadzający Polskę do Unii Europejskiej. W marcu 2003 r. rząd premiera Millera, wraz z prezydentem Aleksandrem Kwaśniewskim podjął decyzję o przystąpieniu do tzw. koalicji antyterrorystycznej i wysłaniu polskich wojsk do Iraku.
W lutym 2004 r. Leszek Miller zrezygnował z przewodniczenia SLD. Podjął decyzję o ustąpieniu z urzędu premiera 2 maja 2004 r. w dzień po wejściu Polski do Unii Europejskiej. W 2005 r. mimo poparcia łódzkiego oddziału SLD, nie został wpisany na listę wyborczą do sejmu. 15 września 2007 r. Miller zrezygnował z członkostwa w SLD, protestując w ten sposób przeciw decyzji kierownictwa partii o nierekomendowaniu jego osoby jako kandydata SLD na listach wyborczych centrolewicowej koalicji Lewica i Demokraci. Kilka dni później zapowiedział start w wyborach z listy Samoobrony oraz utworzenie nowej partii Polska Lewica.
Ostatecznie wyborach otrzymał około 4 tys. głosów i nie uzyskał mandatu poselskiego. 5 stycznia 2008 r. na pierwszym kongresie nowo założonej partii Polska Lewica, został jej przewodniczącym. Jednak dwa lata później zrezygnował z członkostwa tej partii, by z powrotem wstąpić do SLD. 10 grudnia 2011 r. został ponownie szefem SLD.