W wyborach w 2009 z listy PD uzyskał mandat posła do Parlamentu Europejskiego VII kadencji. Przystąpił do grupy Postępowego Sojuszu Socjalistów i Demokratów, Komisji Spraw Konstytucyjnych oraz Podkomisji Bezpieczeństwa i Obrony. W 2014 z powodzeniem ubiegał się o europarlamentarną reelekcję. Mandat deputowanego utrzymał także w 2019 (dzięki decyzji Pietra Bartolo, który zdecydował się posłować z innego okręgu, zwalniając miejsce dla Roberta Gualtieriego).
5 września 2019 objął urząd ministra gospodarki i finansów w nowo powołanym drugim rządzie Giuseppe Contego. W marcu 2020 w wyborach uzupełniających uzyskał mandat posła do Izby Deputowanych. 13 lutego 2021 zakończył pełnienie funkcji ministra.
W październiku 2021 był kandydatem centrolewicy na urząd burmistrza Rzymu, został wybrany na to stanowisko w drugiej turze głosowania.
Wybrane publikacje Togliatti e la politica estera italiana. Dalla Resistenza al Trattato di pace, Rzym 1995 Introduzione alla storia contemporanea. L’Europa nel mondo del XX secolo, Rzym 2001 Il Pci nell’Italia repubblicana, Rzym 2001 L’8 settembre dei partiti, Rzym 2003 De Gasperi e l’Europa, Rzym 2004 L’Italia dal 1943 al 1992.