W 1989 współtworzył partię Forum Obywatelskie. W wolnych wyborach w 1990 został wybrany do Czeskiej Rady Narodowej. Od 1991 do 1996 był członkiem Ruchu Obywatelskiego, przekształconego w ugrupowanie liberalne. 6 lutego 1990 objął urząd premiera Czech, który sprawował do 2 lipca 1992. W tym samym roku jego ugrupowanie znalazło się poza parlamentem, Petr Pithart w latach 90. powrócił na uczelnię na stanowisko docenta na wydziale prawa. Od 1994 do 1997 był radnym dzielnicy Praga 1. W 1996 został wybrany do nowo powołanego Senatu, obejmując funkcję przewodniczącego, którą pełnił do 1998 i ponownie od 2000 do 2004. Był również pierwszym wiceprzewodniczącym i wiceprzewodniczącym wyższej izby czeskiego parlamentu, w której zasiadał nieprzerwanie do 2012. W międzyczasie w 1999 dołączył do Unii Chrześcijańskiej i Demokratycznej – Czechosłowackiej Partii Ludowej.
W styczniu 2003 ubiegał się o urząd prezydenta Czech jako kandydat Czwórkoalicji. We wszystkich trzech turach głosowania połączonych izb parlamentu zajmował drugie miejsce za Václavem Klausem (za jego kandydaturą głosowała przy tym większość senatorów).