Od 1949 do 1956 był członkiem komitetu centralnego komunistycznej młodzieżówki Uniunea Tineretului Muncitor, w tym od 1954 jego sekretarzem.
Awansował stopniowo również w strukturze Rumuńskiej Partii Komunistycznej, do której dołączył w 1953. Stał się jednym z protegowanych Nicolae Ceaușescu, który w 1965 stanął na czele partii. W tym samym roku Ion Iliescu dołączył do komitetu centralnego PCR. W latach 1967–1971 sprawował urząd ministra do spraw młodzieży, po czym przez kilka miesięcy był sekretarzem KC Rumuńskiej Partii Komunistycznej. Usunięty z tej funkcji na skutek sporu z Nicolae Ceaușescu na tle rozwijającego się kultu jednostki. Wysłano go wówczas na prowincję. W latach 1971–1974 był wiceprzewodniczącym rady okręgu Temesz, następnie do 1979 przewodniczącym rady okręgu Jassy. W latach 1979–1984 kierował w Bukareszcie krajową radą zajmującą się kwestiami dotyczącymi gospodarki zasobami wodnymi. Odszedł z tego stanowiska po krytyce jego zdaniem nierealnych projektów postulowanych przez Nicolae Ceaușescu. W tym samym roku, na skutek narastającego konfliktu z dyktatorem, został wykluczony z komitetu centralnego partii. Do 1989 pełnił funkcję dyrektora specjalistycznego wydawnictwa technicznego w Bukareszcie.