En 2004, il est élu membre du conseil communal de Florence pour les Démocrates de gauche (DS) et réélu en 2009, date à laquelle il devient adjoint au maire Matteo Renzi[1]. De 2006 à 2008, il est en outre conseiller juridique au cabinet de Vannino Chiti, ministre des Relations avec le Parlement et des Réformes institutionnelles[1].
Alors que l'Italie se tourne progressivement vers le tourisme durable[4], afin d'assurer l'avenir d'un secteur qui représente 13,2% du PIB du pays[4], en , les maires de Venise et Florence, Luigi Brugnaro et Dario Nardella, inquiets des «dommages causés par le tourisme de masse»[4], ont présenté un projet de relance du tourisme dans leurs villes respectives, afin de faire émerger «un nouveau modèle de tourisme qui serait lié également à la valorisation, à la promotion et à la protection des villes d'art»[4]. Ce projet de long terme de tourisme durable nécessite selon eux «plus de pouvoir afin de mieux réglementer l’industrie touristique»[4]. Ils ont réclamé du gouvernement italien une augmentation du nombre d’agents de police[4], des fonds pour les transports publics[4]et une nouvelle réglementation pour les guides touristiques[4], mais aussi pour les locations de logement à court terme[4].
Élections européennes
Il se présente aux élections européennes de sous l'étiquette du Parti démocrate. Il figure en deuxième position, dans la même circonscription que sa tête de liste, Elly Schlein. Il est élu député européen le [5].