Το 1910, μέλη της Κοινωνιολογικής Εταιρίας ίδρυσαν το Λαϊκό Κόμμα και στις εκλογές του ίδιου έτους ο Παπαναστασίου εκλέχτηκε βουλευτής. Έδωσε έντονες μάχες για την παραχώρηση των τσιφλικιών στους ακτήμονες της Θεσσαλίας. Το 1916, ως βουλευτής του κόμματος των Φιλελευθέρων, προσχώρησε στο κίνημα της Θεσσαλονίκης και αντιπροσώπευσε την Επαναστατική Κυβέρνηση των Ιονίων Νήσων. Το Μάρτιο του 1917 του ανατέθηκε από την προσωρινή κυβέρνηση της Θεσσαλονίκης η Γενική Διοίκηση των Ιονίων Νήσων. Εξελέγη πολλάκις βουλευτής (1910, 1915, 1923, 1926, 1928, 1932, 1933 και 1936). Από το 1917 έως το 1920 ήταν Υπουργός Συγκοινωνιών και προσωρινά Υπουργός Περιθάλψεως και Εσωτερικών στην κυβέρνηση Βενιζέλου. Το 1922 δημοσίευσε το «Δημοκρατικό Μανιφέστο», με το οποίο καταγγέλθηκε η πολιτική των φιλοβασιλικών κυβερνήσεων στο Μικρασιατικό ενώ παράλληλα υποστήριζε την εγκαθίδρυση Δημοκρατίας. Για την πράξη αυτή καταδικάστηκε σε φυλάκιση, αλλά με το ξέσπασμα του Κινήματος Πλαστήρα, απελευθερώθηκε.