W latach 2004–2008 zasiadał w radzie miejskiej Timișoary, po czym w 2008 objął urząd zastępcy burmistrza tej miejscowości. Ustąpił z tej funkcji w związku z uzyskaniem w 2012 mandatu posła do Izby Deputowanych. Od grudnia 2014 do listopada 2015 był ministrem ds. łączności i społeczeństwa informacyjnego w rządzie Victora Ponty. W czerwcu 2016 odszedł z parlamentu, obejmując stanowisko przewodniczącego rady okręgu Temesz.
28 grudnia 2016 Partia Socjaldemokratyczna (która zwyciężyła w wyborach parlamentarnych) i jej koalicjant Sojusz Liberałów i Demokratów, po uprzednim odrzuceniu przez prezydenta Klausa Iohannisa kandydatury Sevil Shhaideh, wysunęły kandydaturę Sorina Grindeanu na urząd premiera. Dwa dni później prezydent desygnował go na to stanowisko.
Rozpoczął urzędowanie 4 stycznia 2017, gdy jego gabinet uzyskał w parlamencie wotum zaufania. Jeszcze w tym samym miesiącu jego gabinet zaproponował zmiany w prawie karnym ograniczające ściganie przestępstw korupcyjnych. Decyzja ta wywołała wielotysięczne protesty w Rumunii wspierane m.in. przez prezydenta Klausa Iohannisa.