Po 27 latach spędzonych w przedsiębiorczości postanowił rozpocząć działalność polityczną.
Burmistrz Seulu thumb|240px|Seulski strumyk Cheonggyecheon nocą W 1992 Lee został wybrany do Zgromadzenia Narodowego Republiki Korei (parlament). W 1996 uzyskał reelekcję w parlamencie. Jednakże w 1998 zrezygnował z mandatu ze względu na złamanie prawa wyborczego z powodu przekroczenia dopuszczalnych wydatków na kampanię wyborczą.
W 2002 wziął udział w wyborach na burmistrza Seulu. Odniósł w nich sukces i 1 lipca 2002 objął urząd burmistrza stolicy, zajmując go do 1 lipca 2006. Jako burmistrz wyróżnił się innowacyjną polityką, szczególnie uregulowaniem przepływu strumyka Cheonggyecheon. Usprawnił także system transportu miejskiego. Poprawił stan dróg, w tym autostrady przebiegającej przez miasto oraz wprowadził system szybkich autobusów miejskichSeoul mayor sued for traffic chaos, People’s Daily, 14 lipca 2004..
Innym jego przedsięwzięciem było założenie w 2005 parku Seul Forest, zielonej przestrzeni miejskiej z 400 tys. drzew oraz setką gatunków różnych zwierząt.
Kampania prezydencka 10 maja 2007 Lee Myung-bak oficjalnie ogłosił zamiar startu w wyborach prezydenckich jako kandydat Wielkiej Partii Narodowej.