W 1989 został członkiem komitetu KPK w prowincji Santa Clara oraz członkiem Komitetu Narodowego ZWK. W 1991 wszedł w skład Komitetu Centralnego Komunistycznej Partii Kuby, a w 1993 został drugim sekretarzem Komitetu Narodowego Związku Młodych Komunistów.
W 1994 objął stanowisko pierwszego sekretarza KPK w prowincji Santa Clara, które zajmował przez dziewięć lat, po czym w latach 2003–2009 pełnił funkcję pierwszego sekretarza KPK w prowincji Holguín. Wszedł również w skład Biura Politycznego KPK. Od 8 maja 2009 do 21 marca 2012 zajmował stanowisko ministra szkolnictwa wyższego w rządzie Raúla Castro, po czym został mianowany na urząd wiceprzewodniczącego Rady Ministrów. 24 lutego 2013 Raúl Castro mianował go na urząd wiceprzewodniczącego Rady Państwa. mały|240x240px|Miguel Díaz-Canel podczas spotkania z Władimirem Putinem w listopadzie 2018 19 kwietnia 2018 Raúl Castro zrezygnował ze stanowisk rządowych, a nowym przewodniczącym Rady Państwa oraz Rady Ministrów Kuby został wybrany Miguel Díaz-Canel. 10 października 2019, w wyniku przywrócenia po 43 latach funkcji prezydenta Kuby, parlament wybrał go na to stanowisko na czteroletnią kadencję. 21 grudnia 2019, również po 43 latach, przywrócono urząd premiera Kuby i Miguel Díaz-Canel przekazał władzę szefa rządu Manuelowi Marrero Cruzowi.