وعندما وصل أحمدي نجاد إلى منصب رئاسة الجمهورية الإسلامية في 2005، قرر تنصيب "علي لاريجاني" كأمين عام مجلس الأمن القومي، وكبير المفاوضين في فريق المباحثات في الشأن النووي الإيراني، وبمهارة فائقة تمكن "لاريجاني" من نقل صلاحيات السياسة الخارجية من وزارة الخارجية إلى المجلس الأعلى للأمن القومي، لكن في خريف 2007، قدم استقالته بسبب خلافات مع الرئيس أحمدي نجاد، الذي قبلها هذه المرة، رغم رفضه لها مرات سابقة.
وبوصفه أمينًا عامًّا للمجلس كان المفاوض الرئيس باسم الحكومة الإيرانية حول القضايا الرئيسية للسياسة الخارجية، وارتبط اسمه بمفاوضات البرنامج النووي الإيراني، وأدار لشهور مفاوضات على درجة كبيرة من الحساسية مع منسق السياسات الخارجية للاتحاد الأوروبي خافيير سولانا.
فاز علي لاريجاني بمقعد في البرلمان الايرني عن مدينة "قــم" في 2008 وتم انتخابه كرئيس للبرلمان بعد انعقاده في جلسته الرابعة، وأصبح في عهده أحد مراكز القرار الفعلية في إيران، وفي عهده كانت المرة الأولى التي يمْثل فيها رئيس للجمهورية الإسلامية الإيرانية (أحمدي نجاد) أمام البرلمان.
وبرز علي لاريجاني كزعيم للكتلة المناوئة لأحمدي نجاد والتي تصف نفسها باسم "الأصوليين" ليعكسوا ولاءً للمؤسسة الإسلامية.
لعب علي لاريجاني دورًا كبيرًا في فتح تحقيق نيابي بالانتهاكات التي طالت المحتجين عقب الانتخابات الرئاسية عام 2009، فقد فتح لاريجاني تحقيقًا موسعًا بشأن الانتهاكات التي طالت المحتجين عقب الانتخابات الرئاسية المثيرة للجدل في 2009، وجرى بالفعل استجواب الرئيس أحمدي نجاد وهو في سدة الحكم في سابقة هي الأولى من نوعها في إيران بعد الثورة، وأدان التحقيق مسئولين مقربين من الرئيس، كما هاجم البرنامج الاقتصادي لنجاد أكثر من مرة، واتّهمه بأنه يقول ما لا يفعل.
وقعت الحادثة تحديدًا في فبراير 2013 قبل أشهر قليلة من إجراء الانتخابات الرئاسية. فيما بدا الأمر أشبه بتصفية حساب بين الرجلين، لا سيما ونجاد كان على وشك قضاء مدته الرئاسية الثانية.
وخلال جلسة البرلمان بث أحمدي نجاد تسجيلا صوتيا يتضمن صوتًا قدم على أنه صوت فاضل لاريجاني- شقيق علي لاريجاني- يطلب فيه من سعيد مرتضوي المقرب من الرئيس الإيراني رشى مقابل حصول مرتضوي على دعم سياسي من شقيقيه، وهو ما رد عليه علي لاريجاني بنفي أي علاقة عمل تربطه بشقيقه، متهمًا نجاد في المقابل بأنه "لا يحترم ألف باء الأخلاق"، و"يشيع عدم احترام الأخلاق في المجتمع".
كما قام بتوجيه الكثير من الانتقادات للزعيم الإصلاحي، مهدي كروبي؛ بسبب الرسائل والانتقادات التي كان يوجهها كروبي لـ"لاريجاني"، طالبًا منه التدخل للتحقيق في تعرض معتقلين للاغتصاب.
وفي الانتخابات البرلمانية 2012 ، قاد لاريجاني الفصيل الأصولي ضد الجناح الرئاسي، ليس ليحقق فوزًا ساحقًا جديدًا لنفسه فقط ولكن أيضًا لفصيله. وكان "لاريجاني" أكثر المنتقدين لحكومة أحمدي نجاد بسبب مشروع الميزانية والسياسة الخارجية ومشروع حذف الإلغاء التدريجي للدعم الحكومي والمخالفات القانونية في التشريعات.
ورغم الدور الكبير الذي يلعبه "لاريجاني" في إيران، فإنه يفضل أن تكون تحركاته السياسية في الخفاء، فهو لا يخاطر باللعب علنًا حتى لا تصيبه موجات الانتقاد التي قد تنال من هيبته السياسية. فهو لا ينسى خطابه في جامعة شريف الصناعية عام 2003، الذي قال فيه: "قبل دخول الإسلام إلى إيران كان الإيرانيون أميين لا يعرفون القراءة والكتابة ومتوحشين ولا ثقافة لهم، وأنهم كانوا يفضلون البقاء أميين"، فأثار الكثير من الانتقادات ضده ولا يريد أن تتكرر هذه الانتقادات التي يعتبرها خصمًا من رصيده.
وفي 29 مايو 2016 أعاد البرلمان الإيراني، انتخاب علي لاريجاني رئيسًا لمجلس الشورى الإيراني بـ173 صوتًا من جملة 290 عضوًا بالبرلمان، مقابل 103 لخصمه الإصلاحي محمد رضا عارف؛ حيث حقق لاريجاني (57 عاما) فوزًا كبيرًا بحصوله على أكثر من 61 بالمئة من الأصوات. وشارك في التصويت 281 نائبًا من أصل أعضاء البرلمان البالغ عددهم 290 نائبًا.
ذكر موقع "البرلمان الإيراني"، أن علي لاريجاني حصل على غالبية أصوات أعضاء البرلمان، وأصبح رئيساً للبرلمان بشكل مؤقت لمدة سنة واحدة على أن يتم اختيار رئيس دائم بعد ذلك لمدة ثلاثة سنوات.