I 1997 ble Inge Lønning innvalgt på Stortinget fra Oslo, og året etter ble han valgt til 1. nestleder i partiet, et verv han beholdt frem til 2002. Lønning var Stortingets visepresident 2001–2005 og Lagtingets president 2005–2009, og han var dermed den siste lagtingspresidenten før nedleggelsen i 2009. Han var medlem av Stortingets kirke-, utdannings- og forskningskomité 1997–2001, medlem av Høyres gruppestyre 2001–2009, 1. nestleder i Stortingets utenrikskomité, Stortingets utvidede utenrikskomité og Stortingets valgkomité 2001–2005 samt medlem av Stortingets utvidede utenrikskomité og Stortingets helse- og omsorgskomité 2005–2009. I Stortingets delegasjon til Nordisk råd var Lønning medlem 2002–2005, leder 2006–2007 og nestleder 2008–2009, og han fungerte som rådets president i 2003. I 2008 tapte han kampavstemningene mot Michael Tetzschner og Nikolai Astrup under Oslo Høyres nominasjonsmøte forut stortingsvalget 2009.