Nach Kriegsende war Altmaier Mitglied des Deutschen Bundestages von dessen erster Legislaturperiode 1949 an bis zu seinem Tod sowie der Parlamentarischen Versammlung des Europarates von 1950 bis 1962. Altmaier gilt als Wegbereiter des deutsch-israelischen Wiedergutmachungsabkommens von 1952, dem sogenannten Luxemburger Abkommen. Altmaier bekannte sich zur jüdischen Religion und verstand sich als Repräsentant der jüdischen Bevölkerung der Bundesrepublik Deutschland.