998年参选台北市议员，因新党高额提名导致票源分散而落选。2001年底，代表新党于新竹县参选立法委员，但缺乏地方组织而终以六位候选人中最低票落选。2002年，以新党在士林北投选区唯一参选者之姿卷土重来，票源的集中使其顺利当选为第9届台北市议员，因而辞去阳明大学专任教授，后数度连任。2014年，潘怀宗以台北市第二高票（泛蓝第一高票）连任第12届台北市议员，但因票源高度集中而使得同党参选人杨静宇以一千余票之差饮恨落败。2016年，在台北市第二选举区代表泛蓝参选立委，选举中获得65,967票、得票率36.43%，