Peter Rahbæk Juel adhère au mouvement de jeunesse de la Social-démocratie en 1998, dont il devient rapidement vice-président. Il interrompt provisoirement ses études d'histoire en 2000 pour travailler comme collaborateur parlemenntaire pour les députés sociaux-émocrates Lotte Bundsgaard et Jeppe Kofod[1].
Entré au conseil municipal d'Odense après les élections municipales de , il y prend la présidence du groupe social-démocrate. Le , il devient adjoint au maire chargé des personnes âgées et du handicap[3].
Après sa réélection lors des élections municipales de , il prend le le rôle d'adjoint au maire chargé des affaires sociales et du marché du travail[4]. Il perd ce poste d'adjoint après les élections de , le social-démocrate Anker Boye ayant du l'offrir à Radikale Venstre pour conserver être reconduit dans ses fonctions de maire[5].
Après qu'Anker Boye ait annoncé son intention de ne pas se représenter lors des prochaines élections municipales, Peter Rahbæk Juel est désigné en comme tête de liste des sociaux-démocrates aux élections de [6]. En , Boye annonce quitter son mandat de maire le , un an avant la fin prévue de son mandat, et Rahbæk lui succède alors[7].
Lors des élections de , la liste sociale-démocrate qu'il dirige remporte nettement le scrutin et obtient 13 des 29 sièges au conseil municipal. Grâce à un accord avec les autres formations de gauche, il est reconduit dans ses fonctions de maire[8].
Candidat à un nouveau mandat lors des élections municipales de , sa liste recule de dix points par rapport à 2017, mais il parvient à former après le scrutin une large coalition au conseil municipal pour être reconduit dans ses fonctions de maire[9],[10].
Il est candidat à un nouveau mandat lors des élections municipales de , lors desquelles il affronte notamment le député et ancien ministre Lars Christian Lilleholt, tête de liste pour Venstre. Sa liste arrive en première position en rassemblant 29,6% des suffrages et, dans les négociations suivant le scrutin, il obtient le soutien de l'ensemble des partis au conseil municipal pour être reconduit dans ses fonctions de maire[11]. Le lendemain des élections municipales, il est également désigné pour prendre en la présidence de Kommunernes Landsforening, l'association de représentation des 98 communes danoises[12]. Il siégeait alors au conseil d'administration de l'organnisation depuis 2021, et en était le vice-président depuis [13].