Han har vært medlem av Kristiansand bystyre 1988–2003 og medlem av formannskapet 1988–1999. Holmelid var medlem av landsstyret i SV i seks år på 1980-tallet samt i perioden 2003–2007. Han har også vært leder i Kristiansand SV. Han har vært medlem av Teknologirådet og styremedlem i Innovasjon Norge. Ved stortingsvalget 2009 ble Holmelid innvalgt på utjevningsmandat for Vest-Agder.