城县职员初任地是志津川町（现在的南三陆町），在那里工作了5年。1990年，辞职进入松下政経塾学习（第11期生）。1993年，东京大学大学院法学政治学研究科硕士课程毕业，之后到东北福祉大学担任专任讲师，1996年就任助理教授。1997年、众议院宫城县第6区的议员菊池福治郎因违反《公职选举法》辞职，需进行补选，小野寺作为自由民主党公认候选人参加补选并顺利当选。但后来被揭发小野寺阵营在选举也存在违反《公职选举法》行为，小野寺被迫在2000年辞职。辞职之后，他历任约翰·霍普金斯大学高等国际问题研究所客席