Lors des élections de 2002, il se présente à la Chambre des représentants des États-Unis dans le 21edistrict de Californie. Il remporte la primaire républicaine avec quatre points d'avance sur l'ancien maire de Fresno Jim Patterson[4]. En novembre, il est élu représentant des États-Unis avec 70,5% des voix[3].
De 2004 à 2010, il est réélu tous les deux ans en rassemblant plus de deux tiers des suffrages[3]. Son district devient le 22edistrict en 2011. Il est réélu 61,9% des voix en 2012, 72% en 2014[3] et 67,6% en 2016[5].
En , alors qu'il préside le Comité de renseignement de la Chambre qui enquête sur les liens pouvant exister entre la campagne électorale de Donald Trump et la Russie et, dans un contexte où Donald Trump accuse Barack Obama de l'avoir fait espionner ainsi que ses proches pendant cette campagne, il réunit une conférence de presse improvisée pour annoncer avoir vu des dizaines de rapports de renseignement montrant que les aides de M. Trump avaient été sujets à une «collecte de données incidente», effectuée dans un filet de surveillance sur des activités étrangères mis en place par les agences d'espionnage américaines[6].
En , il soutient les conclusions du mémo Nunes, un document qui accuse le FBI d'avoir abusé du système pour justifier des enquêtes sur Carter Page(en), un conseiller du président Donald Trump[7],[8].
Lors des élections de 2018, l'adversaire démocrate de Nunes, Andrew Janz, réussit à lever plusieurs millions de dollars —Nunes étant devenu une bête noire pour les démocrates du pays. L'élection devient la plus serrée de la carrière du républicain[4]. Il n'est réélu qu'avec cinq points d'avance sur Janz[9].
Le , il démisionne de son poste de représentant pour devenir le PDG de la société de médias de l'ancien président Donald Trump.
