Bereits im gleichen Jahr begann er mit seiner politischen Karriere. Vorerst arbeitete er in der Abteilung für Öffentlichkeitsarbeit der Konservativen Partei. 1992 bis 1994 diente er als Berater von Schatzkanzler Norman Lamont und Innenminister Michael Howard. 1994 bis 2001 war er Direktor des Carlton Communications Medienunternehmens.
1996 heiratete er Cameron Samantha Sheffield, mit der er vier Kinder bekam. Jedoch war eines dieser Kinder schwer behindert und verstarb bereits im Alter von sieben Jahren.
2001 erfolgte seine Wahl ins britische Parlament. Bereits am 6. Dezember 2005 wurde er als Oppositionsführer sowie 26. Parteivorsitzender der Konservativen vereidigt. Kurz bevor er zum Premierminister gewählt wurde, gab es am 6. Mai 2010 die erste Bildung einer Koalitionsregierung seit dem zweiten Weltkrieg. Am 11. Mai 2010 wurde David Cameron ins Amt des britischen Premierministers erhoben. Am selben Tag wurde er bereits von Queen Elisabeth II. mit der Regierungsbildung beauftragt.
In seinem Amt verabschiedete er den Not-Haushalt, der für die Finanzierung des Staates verantwortlich war und im Oktober 2010 stellte er ein Fünf-Jahres-Sparprogramm zur Sanierung des Staatshaushaltes auf. Ebenfalls setzte er sich für die Gleichstellung von gleichgeschlechtlichen Partnerschaften ein.