С 1988 года преподавал гражданское и римское право на юридическом факультете ЛГУ. Один из авторов многократно переиздававшегося трехтомного учебника «Гражданское право» под редакцией А. П. Сергеева и Ю. К. Толстого, написал для него четыре главы (по государственным и муниципальным предприятиям, кредитным и расчетным обязательствам, транспортному праву, алиментным обязательствам). Прекратил преподавание в 1999 году из-за переезда в Москву.
В 1990–1995 годах — советник председателя Ленинградского городского совета Анатолия Собчака, эксперт Комитета по внешним связям мэрии Санкт-Петербурга, то есть непосредственный подчиненный В. В. Путина. В Смольном Медведев занимался разработкой и оформлением сделок, договоров и различных инвестиционных проектов. Прошел стажировку в Швеции по вопросам местного самоуправления.
В 1999 году назначен заместителем руководителя аппарата правительства Российской Федерации Дмитрия Козака. В 1999–2000 годах — заместитель руководителя Администрации Президента Российской Федерации; возглавлял предвыборный штаб В. В. Путина. В 2000–2001 годах — председатель Совета директоров ОАО «Газпром», в 2001 году — заместитель председателя Совета директоров ОАО «Газпром», с июня 2002 года — председатель Совета директоров ОАО «Газпром».
В 2000–2003 годах — первый заместитель руководителя Администрации Президента Российской Федерации. С октября 2003 года по ноябрь 2005 года — руководитель Администрации Президента РФ. 14 ноября 2005 года назначен первым заместителем Председателя Правительства РФ.
В 2008 году Дмитрий Анатольевич Медведев был избран Президентом РФ.