I sin ungdom var han formann i Konservative Gymnasiaster 1960–1961, nestformann i Konservative Studenter 1961–1962 og ledende senior i Studenterforeningen i København 1970–1972. Han ble bemerket for en kontroversiell kronikk i i 1970, der han tok til orde for at Det Konservative Folkeparti også burde hente inspirasjon fra kollektivistiske idétradisjoner. Møller debuterte for alvor politisk i 1980-årene, en periode han tilbakeskuende har omtalt som «konservatismens tiår». Han ble nominert som Det Konservative Folkepartis kandidat i Gentoftekretsen i 1983, og var fra 1987 nominert i Slottskretsen på Frederiksberg. Han var valgt til Folketinget fra København 1984–2015.