שובו של ולינגטון לחיים הפוליטיים אירע ב-26 בדצמבר 1818, כאשר הוא מונה למנהל הכללי של החימוש (Master-General of the Ordnance) בממשלת המפלגה הטורית של הלורד ליברפול. ב-9 באוקטובר 1819 הוא מונה גם לתפקיד מושל מצודת פלימות' (Governor of Plymouth). ב-22 בינואר 1827 הוא מונה למפקד העליון של הצבא הבריטי וב-5 בפברואר אותה שנה לתפקיד נציב מצודת לונדון.
ראש הממשלה.
יחד עם רוברט פיל הפך ולינגטון בהדרגה להיות אחד החברים המשפיעים במפלגה הטורית וב-1828 הוא התפטר מתפקידו כמפקד העליון של הצבא ונבחר להיות ראש ממשלת בריטניה.
במהלך שבעת החודשים הראשונים בכהונתו כראש הממשלה הוא בחר שלא להתגורר במעון הרשמי ברחוב דאונינג 10, שכן הוא מצא אותו קטן מדי. בסופו של דבר הוא עבר להתגורר שם רק בגלל השיפוצים הנרחבים שבוצעו בביתו הפרטי, בית אפסלי. במהלך תקופה זו הוא סייע מאוד בהקמתו של קינגז קולג' בלונדון. ב-20 בינואר 1829 קיבל ולינגטון תואר של לורד חמשת הנמלים.
האמנציפציה לקתולים.
תקופת כהונתו הראשונה של ולינגטון כראש הממשלה עמדה בסימן האמנציפציה לקתולים: הענקת זכויות אזרח כמעט מלאות לקתולים בבריטניה ובאירלנד. שינוי זה הונע בעקבות הניצחון הגורף בבחירות הביניים של התומך האירי באמנציפציה, דניאל או'קונל, שנבחר אף על פי שמבחינה חוקית הוא לא היה יכול לשבת בפרלמנט. בבית הלורדים, כשהוא ניצב לפני אופוזיציה תקיפה, דיבר ולינגטון בעד האמנציפציה הקתולית, ועל פי כמה מקורות הוא נשא את אחד הנאומים הטובים ביותר בקריירה שלו. ולינגטון נולד באירלנד וכך הייתה לו היכרות מסוימת עם התרעומת של הקהילות הקתוליות שם. כמזכיר ראשי, הוא פעל כדי שחוקי העונשים יאכפו במתינות רבה ככל האפשר. ב-1811 ניתן לחיילים קתולים חופש הפולחן ו-18 שנה לאחר מכן עבר "חוק ההקלה על הקתולים" (Roman Catholic Relief Act 1829) ברוב של 105 קולות. טורים רבים הצביעו נגד החוק והוא עבר רק בעזרתם של ויגים. ולינגטון איים להתפטר מתפקידו כראש הממשלה אם המלך ג'ורג' הרביעי לא ייתן את ההסכמה המלכותית לחוק.
הרוזן מוינצ'ילסי האשים את ולינגטון ב"כוונה חתרנית לפגוע בחירויות שלנו והכנסת אפיפיוריות לכל מחלקה של המדינה". ולינגטון הגיב מידית וקרא לוינצ'ילסי לקיים דו-קרב. ב-21 במרץ 1829 נפגשו השניים בפארק באטרסי. כאשר הגיע העת לירות, כיוון ולינגטון את נשקו כלפי וינצ'ילסי והלה לא הרים את אקדחו. ולינגטון ירה לימינו של יריבו. קיימים דיווחים שונים על פיהם הוא החטיא בכוונה. ולינגטון טען שזו הייתה כוונתו. וינצ'ילסי לא ירה וככל הנראה הייתה זו כוונתו עוד לפני קיום הדו-קרב. הכבוד של השניים ניצל ווינצ'ילסי כתב לוולינגטון מכתב התנצלות.
הכינוי "דוכס הברזל" (Iron Duke) מקורו בתקופה הזאת, כאשר הוא חווה מידה רבה של חוסר אהדה אישית ופוליטית. נראה היה שהשימוש התכוף שנעשה בכינוי הזה בעיתון Freeman's Journal ביוני 1830 התייחס לרצונו הפוליטי הנחוש, בנוסף לחוסר שביעות הרצון של העורכים האירים של העיתון מוולינגטון. מעונו האישי של ולינגטון, בית אפסלי, היה מטרה להמוני מפגינים ב-27 באפריל 1831 ושוב ב-12 באוקטובר אותה שנה, שהשאירו אחריהם חלונות מנופצים. ביוני 1832 הותקנו במקום תריסי ברזל כדי למנוע נזקים שעלולים היו להיגרם מזעם ההמון על דחיית חוק הרפורמה, שוולינגטון התנגד קשות לקבלתו.
ב-1830 נפלה ממשלת ולינגטון. בקיץ ובסתיו של אותה שנה שטף גל מהומות את הממלכה. הוויגים היו מחוץ לממשלה במשך רוב השנים מאז שנות השבעים של המאה ה-18 וראו את המהומות על רקע חוק הרפורמה כאמצעי לשובם לשלטון. ולינגטון דבק במדיניות של התנגדות לרפורמה ולהרחבת זכות הבחירה וכתוצאה מכך הוא הפסיד בהצעת אי-אמון ב-15 בנובמבר 1830.
חוק הרפורמה.
הוויגים הגישו להצבעה את חוק הרפורמה של 1832 בעוד שוולינגטון והטורים מנעו את העברתו. הויגים לא יכלו להגיש את החוק להצבעה בקריאה שנייה בבית הנבחרים והחוק נפל. בחירות נערכו בתגובה לכך והוויגים שבו לשלטון ברוב מוחץ. החוק הוגש פעם שנייה ועבר בבית הנבחרים, אך נפל בבית הלורדים שהיה בו רוב טורי. גל נוסף של מהומות כמעט ושטף את בריטניה. באותה עת, זכה ולינגטון ליחס עוין מההמון שהתאסף בטקס פתיחת קו הרכבת בין ליברפול למנצ'סטר. ב-1832 נפלה ממשלת הוויגים ולוולינגטון הייתה אפשרות להרכיב ממשלה טורית, בשל הסתערות לקוחות על בנק אנגליה. מצב זה לא הותיר למלך ויליאם הרביעי כל ברירה, אלא להשיב את הלורד גריי לתפקיד ראש הממשלה. בסופו של דבר החוק עבר בבית הלורדים לאחר שהמלך איים להעניק שפע של תוארי אצולה לאישים מהמפלגה הוויגית שיטו את הכף בבית הלורדים, אם החוק לא יאושר על ידו. ולינגטון מעולם לא השלים עם אישורו של החוק. כאשר התכנס הפרלמנט בפעם הראשונה לאחר קיום בחירות על פי זכות הבחירה המורחבת שנקבע בחוק, דווח שהוא אמר: "מעולם לא ראיתי כל כך הרבה כובעים רעים בצורה כה מזעזעת בכל ימי חיי".
האמנציפציה ליהודים.
במהלך דיון על הצעת החוק להסרת המגבלות האזרחיות ליהודים, ולינגטון, שהתנגד להצעת החוק, הצהיר בדיון שנערך בפרלמנט ב-1833: "... זוהי ארץ נוצרית והחקיקה בה נוצרית וההשפעה של צעד זה תהיה להסיר את המצב המוזר הזה". כמון כן הוא ציין: "אני לא רואה כל הצדקה לקבל את החוק ולפיכך אצביע נגדו". הצעת החוק נפלה ברוב של 104 מתנגדים מול 54 תומכים.
הממשלה השמרנית.
בהדרגה תפס רוברט פיל את מקומו של ולינגטון כמנהיג מפלגת הטורים ובאותה עת הפכה מפלגת הטורים להיות המפלגה השמרנית. כאשר שבו השמרנים לשלטון ב-1834, דחה ולינגטון את ההצעה לכהן כראש הממשלה ותחתיו נבחר פיל. אף על פי כן, פיל היה באיטליה בשלושת השבועות שבין נובמבר לדצמבר אותה שנה וולינגטון כיהן כממלא מקומו ולקח על עצמו את תחומי האחריות של ראש הממשלה ושל רוב שאר תפקידי השרים. בממשלתו הראשונה של פיל, שכיהנה בין השנים 1834 – 1835, שימש ולינגטון כשר החוץ ובממשלת פיל השנייה, שכיהנה בין השנים 1841 – 1846 הוא שימש כשר בלי תיק וכמנהיג סיעת הממשלה בבית הלורדים. הוא גם מונה מחדש כמפקד העליון של הצבא הבריטי ב-15 באוגוסט 1842 בעקבות התפטרותו של הלורד היל.
משפחתו.
עם שובו משליחותו הצבאית בהנובר ב-1805 קיבל ולינגטון חדשות טובות. הודות לתוארו החדש ולמעמדו, נאותה משפחתה של קיטי פקנהאם להסכים לנישואיו איתה. השניים נישאו בדבלין ב-10 באפריל 1806. מערכת הנישואין לא הייתה משביעת רצון והשניים בילו בנפרד כמה שנים כאשר ולינגטון שהה מעבר לים במשימותיו הצבאיות. קיטי הייתה מדוכאת בשעה שוולינגטון חיפש אחר בנות זוג אחרות. אף על פי כן, מנישואין אלו נולדו שני בנים, ארתור, שנולד ב-1812 וצ'ארלס, שנולד ב-1813. בני הזוג חיו בנפרד רוב הזמן והתגוררו בחדרים נפרדים באותו בית. אחיה של קיטי, אדוארד "נד" פקנהאם, שירת תחת גיסו במהלך מלחמת חצי האי ויחסו של ולינגטון כלפיו סייע להסיר את הקשיים ביחסיו עם קיטי, עד נפילתו של נד בקרב ניו אורלינס במלחמת 1812.
פרישתו.
ב-1846 פרש ולינגטון מן החיים הפוליטיים, אף על פי שהוא נותר בתפקיד המפקד העליון וב-1848 הוא שב לתקופה קצרה לאור הזרקורים כאשר הוא סייע לארגן כוח צבאי להגנת לונדון במהלך אביב העמים.
המפלגה השמרנית הייתה חלוקה בשאלת ביטול חוקי הדגן ב-1846, כשוולינגטון ורוב חברי הממשלה לשעבר עדיין הביעו את תמיכתם בפיל, אך רוב חברי הפרלמנט, בהנהגתו של הלורד דרבי, תמכו בעמדה הפרוטקציוניסטית. בראשית 1852, ולינגטון, שסבל אז מכובד שמיעה, הקנה לממשלתו של דרבי את הכינוי "מי? מי?" (?Who? Who), כאשר רשימת השרים חסרי הניסיון הוקראה בבית הלורדים.
ב-1850 מונה ולינגטון לשומר הראשי של הייד פארק ושל פארק סנט ג'יימס. ב-1806 הוא גם מונה לקולונל הכבוד של הרגימנט ה-33, שבו צמחה הקריירה הצבאית שלו ולימים נקרא על שמו, "רגימנט הדוכס מוולינגטון" (Duke of Wellington's Regiment) עד לפירוקו ב-2006. ב-1827 הוא מונה לקולונל של משמר הגרנדירים.
קיטי מתה מסרטן ב-1831. למרות יחסיהם שבדרך כלל היו לא מאושרים, וחייהם בפירוד למעשה, סופר שוולינגטון התאבל על מותה. נחמתו הייתה שלאחר "מחצית חייהם בהם הם חיו יחדיו, הם הגיעו להבנה הדדית בסופו של דבר". את הנחמה על נישואיו הלא מאושרים הוא מצא בידידות החמה עם הסופרת הרייט ארבת'נוט, רעיית עמיתו, הדיפלומט צ'ארלס ארבת'נוט. מותה של הרייט ממגפת הכולרה של 1834 היה מכה קשה לוולינגטון במידה שווה לזו של בעלה. שני האלמנים בילו יחדיו את שנותיהם האחרונות בבית אפסלי.
מותו והלווייתו.
הדוכס מוולינגטון מת בטירת וולמר (Walmer Castle) שבעיירה דיל שבמחוז קנט ב-14 בספטמבר 1852. טירה זו הייתה מקום מגוריו כלורד חמשת הנמלים. נאמר עליו שהיה זה מקום המגורים המועדף עליו. באותו בוקר מצאו אותו במצב בריאותי קשה. הוא קיבל סיוע בקימה מהמיטה הצבאית שלו, אותה מיטה ששימשה אותו לכל אורך הקריירה הצבאית שלו, והושב על כיסא, עליו הוא מצא את מותו. הסיבה למותו תועדה כתופעות לוואי של שבץ מוחי ששיאו היה בסדרה של פירכוסים אפילפטיים. ולינגטון היה בן 83 במותו.