Politisk er han alliert med Bidzina Ivanisjvili og stilte til valg for hans parti, Georgisk drøm. I oktober 2012 ble han utdanningsminister i Ivanisjvilis regjering. I presidentvalget 27. oktober 2013 fikk Margvelasjvili 62,1 % av stemmene. Han etterfulgte Mikheil Saakasjvili, som med to presidentperioder ikke kunne gjenvelges.