W latach 2000–2004 wchodził w skład Izby Deputowanych z ramienia Partii Demokratycznej. Od 2003 do 2004 był przewodniczącym klubu parlamentarnego PD. W 2004 objął stanowisko burmistrza Klużu-Napoki, po sukcesie wyborczym m.in. nad prawicowym nacjonalistą Gheorghem Funarem z Partii Wielkiej Rumunii, rządzącym miastem przez 12 lat. W drugiej turze głosowania pokonał również kandydata Partii Socjaldemokratycznej Ioana Rus. W mieście, w którym 20% mieszkańców stanowili Węgrzy, często dochodziło do napięć na tle etnicznym. Za rządów Emila Boca problemy te zmalały. W przeciwieństwie do swego poprzednika nie eksponował na ulicach rumuńskich flag państwowych oraz nie nakazywał malowania ławek parkowych w barwy narodowe. W wyborach lokalnych w czerwcu 2008 uzyskał reelekcję już pierwszej turze, zdobywając 76,2% głosów poparcia. Ze stanowiska zrezygnował wkrótce po objęciu urzędu premiera na początku 2009.
Po zwycięstwie Traiana Băsescu w wyborach prezydenckich Emil Boc w grudniu 2004 został pełniącym obowiązki przewodniczącego Partii Demokratycznej. W 2005 objął formalnie kierownictwo tego ugrupowania.