I 2008 ble Castex valgt til borgermester av Prades i departementet Pyrénées-Orientales, og fra 2010 til 2011 var han stabssjef for helseminister Xavier Bertrand i François Fillons regjering. Han etterfulgte Raymond Soubie dom generalsekretæt under President Nicolas Sarkozy mellom 2011 og 2012; dable han erstattet av Emmanuel Macron. I UMPs forvalg støttet han Fillon.