Seperti hal di dunia kerja, karier politik yang ditapaki Hendi juga terhitung pesat. Bagaimana tidak, setahun setelah dirinya menduduki kursi legislatif, Hendi kemudian naik menjadi Wakil Wali Kota Semarang pada tahun 2010. Posisi tersebut pun tak lama didudukinya, di mana setahun kemudian Hendi diamanahi untuk menjadi pelaksana tugas Wali Kota Semarang pada tahun 2011.
Selanjutnya, pada tahun 2013 pria yang besar di daerah Lempongsari Kota Semarang itu kemudian ditetapkan menjadi Wali Kota Semarang. Pasca itu Hendi kemudian mengikuti 2 kali pemilihan Walikota Semarang dimana selalu dimenanginya dengan persentase suara yang mantap. Bahkan pada pemilihan Walikota Semarang tahun 2020, Hendi berhasil memenangi kontestasi pemilihan kepala daerah itu dengan angka 91,57 persen.
Bulatnya masyarakat Kota Semarang dalam memberikan dukungan kepada Hendi itu pun tak lepas dari prestasi kerjanya yang berhasil melakukan berbagai lompatan pembangunan di kota kelahirannya. Salah satunya yang sangat dirasakan masyarakat adalah terkait peningkatan ekonomi di ibu kota Jawa Tengah. Hal itu diwujudkannya dengan membangun Kota Semarang sebagai salah satu kota tujuan wisata teratas di Indonesia.
Hendi pun kemudian berhasil membawa Semarang sebagai kota dengan pembangunan terbaik di Indonesia tiga kali berturut-turut, yaitu pada tahun 2019, 2020, dan 2021. Apresiasi yang datang dari pemerintah pusat itu pun lantas membuat Kota Semarang menjadi role model oleh banyak pihak, hingga kunjungan studi banding dari berbagai daerah menjadi pemandangan setiap hari yang lumrah di Balai Kota Semarang.
Tak hanya dalam pembangunan kota, prestasinya dalam melakukan reformasi pelayanan publik juga diakui di tingkat nasional, di mana pemerintah pusat menobatkan Hendi sebagai pembina pelayanan publik terbaik di Indonesia sejak tahun 2016 hingga 2019.
Selain itu, peraih penghargaan Anti Gratifikasi Award KPK RI tahun 2013 dan 2014 ini juga sempat menarik perhatian publik karena terpilih sebagai 'Best City Manager' (Manajer Kota Terbaik) oleh lembaga internasional Europe Business Assembly pada tahun 2014.