Arvo Valton var blant de estiske intellektuelle som gikk inn i politikken i glasnosttiden for å arbeide for Estlands uavhengighet fra Sovjetunionen. Han var medlem av Den estiske kongressen og Den estiske komiteen, som utfordret de sovjetiske statsorganenes legitimitet frem til oppløsningen av Sovjetunionen i 1991. Fra 1992 til 1995 var han innvalgt i det uavhengige Estlands nasjonalforsamling, Riigikogu. Han representerte det konservative og kristendemokratiske valgforbundet «Fedreland». Han har også engasjert seg i kultur- og miljøvern.