På 1950-tallet var Miettunen medlem av flere regjeringer og var samferdselsminister, landbruksminister og finansminister. Fra 1958 til 1973 var han landshøvding i Lapplands län. Miettunen dannet sin første regjering i 1961, en mindretallsregjering med ministre fra Agrarförbundet (senere kalt Centerpartiet). Han var igjen landbruksminister fra 1968 til 1970. I 1975 ble han kalt til å bli statsminister på nytt for å løse en langvarig regjeringskrise. Miettunen dannet 30. november 1975 en flertallsregjering bestående av Centerpartiet, Socialdemokraterna, Svenska folkpartiet, Liberala folkpartiet og Demokratiska Förbundet för Finlands Folk (DFFF). Regjering ble kalt «nödlägesregering». Sosialdemokratene og det venstreorienterte DFFF forlot imidlertid regjeringen og 29. september 1976 dannet Miettunen en ny mindretallsregjering bestående av Centerpartiet, Svenska folkpartiet og Liberala folkpartiet. Hans tredje regjering varte til 15. mai 1977.