小選挙区制移行後初となる1996年の総選挙では自民党の島村宜伸が当選している。2000年の総選挙では、島村の父・一郎の秘書を務め、1976年第34回衆議院議員総選挙の一郎の後継を巡る旧東京10区での対決以来因縁のある、元都議の宇田川芳雄が無所属で立候補し自民党系陣営が分裂。宇田川が島村とおよそ3,000票の差で競り勝ち、島村は議席を失った。その後、2003年の総選挙で島村が返り咲き、次の2005年総選挙も連続で当選している。民主党は、1996年の総選挙で公認候補だった井上和雄が東京14区へ転出したため、同じ選挙で隣接の千葉5区から新進党公認で立候補した中津川博郷が転入し、2000年と2003年に比例復活当選している。その後、2009年は前都議の初鹿明博が公認候補となり島村を破り当選した（中津川は比例東京ブロック単独候補として当選）。2012年では初鹿は日本未来の党へ、中津川は日本維新の会へ移籍したが、いずれも自民党の新人大西英男に敗れ、落選した。大西は区議・都議時代から築いた地盤を武器に2014年も当選した。初鹿はさらに維新の党に移籍し、2014年の選挙では比例復活で国政復帰を果たした。なお、2014年は東京都区部内では最低投票率を記録した。2017年の選挙では大西と立憲民主党へ移った初鹿の接戦になったが大西が制し初鹿は比例復活となった。
5歳の時に父親より将棋を教わる。小学4年の時に森内俊之の指導対局目当てで参加した将棋日本シリーズこども大会・岡山大会で準優勝。これをきっかけに様々な全国大会にも参加するようになる。2003年、御津町立御津小学校5年の時に第28回小学生将棋名人戦に出場（地方大会出場時は4年）。西の代表2人のうちの1人となり、NHK教育テレビで放映される準決勝に進んだ。結果は敗れて3位。同年、地元岡山で開催された第2回全国小学生倉敷王将戦では高学年の部で優勝。2004年、小学6年（地方大会出場時は5年）で出場した第29回小学生将棋名人戦では、佐々木勇気に決勝で敗れ準優勝。第58回アマチュア名人戦では大人達に混じって戦い、岡山県代表となる。同年、奨励会入会。奨励会三段リーグには第43回（2008年度前期）から参加。常に昇段争いに加わり、4期目では序盤の1勝2敗からの13連勝という爆発力を見せ、最終日の2局を残してプロ入りを決める（最終成績は15勝3敗）。また、消化試合となった最終日には、当時中学3年の佐々木勇気に勝ち、中学生棋士誕生の記録を阻んだ。プロ1年目の2010年度に、早くも32勝10敗・勝率.762の好成績を挙げ、第5回（2011年度）大和証券杯ネット将棋・最強戦に四・五段の4人枠中4位で出場。1回戦で羽生善治名人を破ったのを皮切りに、豊島将之六段、屋敷伸之九段を下して決勝に進出。決勝では同じく四・五段枠から出場した村山慈明五段を下して、棋戦初優勝を果たした。またこの結果を受けて日本将棋連盟役員会で審議が行われ、「類まれなる成績」により五段に昇段することが決定。決勝と同日の2011年8月21日付で昇段した。2011年度は他にも、本戦初出場の第61回NHK杯テレビ将棋トーナメントでベスト8（2回戦で師匠の井上慶太との「師弟対決」に勝利）、第5回朝日杯将棋オープン戦でもベスト4と活躍した。また、第70期順位戦C級2組でも9勝1敗の好成績だったが、阿部健治郎、中村太地、船江恒平の3人が10戦全勝を記録した為、不運にもC級1組への昇級はならなかった。なお、菅井の1敗は、兄弟子の船江との「同門対決」で喫したものである。2011年度はこれらの活躍により、第39回将棋大賞新人賞を受賞した。2012年度の第6回朝日杯将棋オープン戦で、丸山忠久、森内俊之、谷川浩司を破り、準優勝を果たした。同年度は順位戦も前年度に続き好調を維持し9勝1敗。同星に阪口悟と斎藤慎太郎がいたが順位最上位のため1位の成績でC級1組への昇級を遂げた。2013年の第71期順位戦では、8勝2敗を上げるも順位差で同星の最上位佐々木慎が昇級し、同じく同星の中村太地と共に昇級を逃す。2014年3月15日、第3回将棋電王戦において、プロ棋士側の先鋒として第23回世界コンピュータ将棋選手権7位の習甦と対戦。コンピューター側の着手を「電王手くん」というロボットが担当したが、トラブルがあって夕食休憩入り直後にコンピューター側が着手をしてしまい、30分の考慮時間を菅井が得る形となった。対局は98手までで習甦に敗退した。2014年7月19日、電王戦リベンジマッチにおいて第3回将棋電王戦で敗れた習甦と再度対戦。持ち時間が8時間ずつで、深夜をまたぐ対局となった。振り飛車ではなく居飛車を採用したが、中盤の長考がたたって持ち時間を失い、144手で習甦に再度敗れた。2015年3月9日、第73期順位戦C級1組で高野秀行に勝利し、9勝1敗の同星に澤田真吾がいたが、順位差で1位でB級2組に昇級を果たす。これにより、翌日六段昇段となる。同年11月5日、竜王戦2期連続昇級により、七段昇段。第75期（2016年度）B級2組順位戦では、8勝2敗・2位の成績をあげ、B級1組への昇級を決めた。第58期（2017年度）王位戦は挑戦者決定リーグ白組にて優勝を飾ると、2017年6月9日、紅組優勝の澤田真吾との挑戦者決定戦に勝ち、羽生善治王位への挑戦権を獲得した。2017年8月30日、3勝1敗で迎えた第5戦を108手で勝利し、6連覇中の羽生を下して自身初のタイトルを手にした。同時に、平成生まれの棋士として初めてのタイトルホルダーとなった。初防衛戦となった第59期（2018年度）王位戦は、棋聖挑戦中であった豊島将之を迎えて行われた。先手番で先勝した第1局のあとで棋聖を獲得した豊島との七番勝負は、先手番側が勝ちづつけてフルセットに持ち込まれた末、最終第7局で後手をもった菅井が破れて1期で失冠となった。