Meski memulai karier di dunia industri, ketertarikan Hasto terhadap politik terus berkembang. Kemudian, dia memutuskan bergabung dengan PDI Perjuangan pada 1999.
Dia terpilih menjadi Anggotas DPR RI pada tahun 2024 dari daerah pemilihan Jawa Timur. Keberhasilannya di DPR membawa Hasto hingga posisi puncak di DPP PDI Perjuangan. Pada 2014 dia menggantikan Tjahjo Kumolo sebagai Sekretaris Jenderal PDIP hingga saat ini.