เลขาธิการนายกรัฐมนตรี

จำลอง เริ่มชีวิตทางการเมืองเมื่อ พ.ศ. 2522 โดยดำรงตำแหน่งเลขาธิการนายกรัฐมนตรี เปรม ติณสูลานนท์ ต่อมาได้ขอลาออกจากตำแหน่ง เพราะไม่เห็นด้วยกับการเสนอให้แก้ไขกฎหมายทำแท้ง

ผู้ว่าราชการกรุงเทพมหานคร

จำลอง มีชื่อเสียงโดดเด่นขึ้นมาหลังจากลงสมัครรับเลือกตั้งเป็นผู้ว่าราชการกรุงเทพมหานคร ในปี พ.ศ. 2528 เบอร์ 8 ในนาม “กลุ่มรวมพลัง” โดยชนะได้รับคะแนนเสียง 408,233 คะแนน ถึงขนาดที่วงคาราบาว แต่งเพลงให้ชื่อ "มหาจำลองรุ่น 7" การชนะการเลือกตั้งในสมัยนั้นทำให้ท่านได้เป็นผู้ว่าราชการกรุงเทพมหานครคนแรกที่เกิดในระบอบประชาธิปไตยที่ได้ดำรงตำแหน่งเป็นผู้ว่ากรุงเทพมหานครก่อนผู้ว่ากรุงเทพมหานครที่เกิดหลังเปลี่ยนแปลงการปกครองท่านอื่นๆ หลังจากนั้นในปี พ.ศ. 2531 จึงก่อตั้ง พรรคพลังธรรม ขึ้น โดยสื่อมักเรียกขานกันว่าเป็น “พรรคพลังผัก” เนื่องจากสนับสนุนให้คนเลิกกินเนื้อสัตว์หันมากินอาหารมังสวิรัติ กระแสความนิยมในตัว พล.ต.จำลองในฐานะนักการเมืองผู้สมถะ พุ่งสูงขึ้นเรื่อย ๆ จนเกิดเป็นกระแส “จำลองฟีเวอร์” และเรียกกันติดปากว่า "มหาจำลอง" ชนะการเลือกตั้งเข้าดำรงตำแหน่งผู้ว่า ฯ อีกสมัยในปี พ.ศ. 2533 โดยได้รับคะแนนท่วมท้นถึง 703,671 คะแนน ทิ้งห่างผู้สมัครจากพรรคประชากรไทยคือ นายเดโช สวนานนท์ ถึง 419,894 คะแนน แต่ก่อนที่จะครบวาระ 4 ปี ก็ลาออก และผันตัวเองสู่สนามเลือกตั้งระดับชาติ

พฤษภาทมิฬ

ในการเลือกตั้งเมื่อวันที่ 22 มีนาคม พ.ศ. 2535 พรรคพลังธรรมได้รับคะแนนความนิยมสูงสุดในพื้นที่กรุงเทพ ฯ โดยสามารถกวาดที่นั่งได้ถึง 32 ที่นั่งจาก 35 ที่นั่ง และเมื่อเกิดเหตุการณ์พฤษภาทมิฬ จำลอง เป็นแกนนำคนสำคัญในการประท้วงต่อต้านรัฐบาล สุจินดา คราประยูร โดยถูกจับกุมตัวกลางที่ชุมนุมเมื่อบ่ายวันทื่ 18 พฤษภาคม และในวันที่ 20 พฤษภาคม พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวมีรับสั่งให้บุคคลทั้งสองเข้าเฝ้า โดยมีพระราชดำรัสสำคัญถึงการต่อสู้กันรังแต่จะทำให้บ้านเมืองพินาศ[2] หลังจากนั้น จำลอง ก็ได้ลาออกจากทุกตำแหน่งทางการเมืองตามที่เคยได้ให้สัญญาไว้เมื่อครั้งชุมนุม ซึ่งหลังจากนี้ได้มีกระแสเสียงกล่าวหาว่า "จำลองพาคนไปตาย" จากฝ่ายตรงข้าม

ตำแหน่งรองนายกรัฐมนตรี

หลังเหตุการณ์พฤษภาทมิฬ จำลอง ศรีเมือง ในฐานะหัวหน้าพรรคพลังธรรม ได้ดำรงตำแหน่งรองนายกรัฐมนตรีในคณะรัฐมนตรีคณะที่ 50 และได้ให้การสนับสนุน กฤษฎา อรุณวงศ์ ณ อยุธยา ให้ได้รับเลือกตั้งเป็นผู้ว่าราชการกรุงเทพมหานครต่อจากตน จำลองเป็นผู้ผลักดันให้เกิดโครงการรถไฟฟ้าธนายง สายสุขุมวิท และสายสีลม โดยมอบหมายให้ กฤษฎา อรุณวงศ์ ณ อยุธยา ทำการศึกษาเส้นทางของโครงการรถไฟฟ้าลาวาลิน ที่ถูกยกเลิกไปในรัฐบาลนายอานันท์ ปันยารชุน และให้สัมปทานแก่บริษัท ธนายง ทำการก่อสร้างโดยบริษัท อิตาเลียนไทย

รถไฟฟ้าธนายง เป็นรถไฟฟ้าสายแรกของประเทศไทยที่มีการก่อสร้าง ภายหลังได้เปลี่ยนชื่อเป็น รถไฟฟ้าบีทีเอส มีชื่อทางการว่า รถไฟฟ้าเฉลิมพระเกียรติ 6 รอบพระชนมพรรษา เปิดการเดินรถเมื่อวันที่ 5 ธันวาคม พ.ศ. 2542

จำลอง ศรีเมือง ได้ลาออกจากตำแหน่งรองนายกรัฐมนตรีพร้อมกับรัฐมนตรีจากพรรคพลังธรรม เมื่อวันที่ 19 พฤษภาคม พ.ศ. 2538 เนื่องจากไม่เห็นด้วยกับนโยบาย สปก. 4-01 ของพรรคประชาธิปัตย์ และทำให้ ชวน หลีกภัย ออกพระราชกฤษฎีกายุบสภาผู้แทนราษฎรในวันนั้น

สนับสนุน ทักษิณ ชินวัตร

จากนั้นเมื่อ พ.ต.ท.ทักษิณ ชินวัตร เข้าสู่วงการการเมืองครั้งแรก ก็ด้วยการสนับสนุนของ พล.ต.จำลอง ศรีเมือง. โดยในปี 2537 พ.ต.ท.ทักษิณ ชินวัตร ยังได้ดำ​​รงตำแหน่งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงการต่างประเทศ ในสังกัดพรรคพลังธรรมของพลตรี จำลอง อีกด้วย. พล.ต.จำลอง มีภาพของการเป็นผู้ที่สนับสนุน พ.ต.ท.ทักษิณ ชินวัตร เรื่อยมา. จากนั้น พล.ต.จำลอง ก็ลงสมัครผู้ว่าราชการกรุงเทพ ฯ อีกสมัยในปี พ.ศ. 2539 แต่ทว่าคราวนี้ พล.ต.จำลอง ไม่อาจชนะการเลือกตั้งได้เหมือนเมื่ออดีต เมื่อเป็นฝ่ายพ่ายการเลือกตั้งไปอย่างขาดลอย โดยแพ้ให้แก่ นายพิจิตต รัตตกุล อดีตผู้สมัครด้วยกัน. จากนั้นมาบทบาททางการเมืองของ พล.ต.จำลอง ศรีเมืองก็ค่อย ๆ ลดลง โดยเจ้าตัวได้ก่อตั้งโรงเรียนผู้นำ อบรมบุคลากรที่จะมีบทบาทเป็นผู้นำของสังคมต่อไปในอนาคตขึ้นที่จังหวัดกาญจนบุรี และใช้ชีวิตส่วนใหญ่อย่างสมถะอยู่ที่นั่น[3] แต่เมื่อมีข่าวคราวเกี่ยวกับ พ.ต.ท.ทักษิณ ชินวัตร พล.ต.จำลอง ก็ยังคงเป็นผู้ให้การสนับสนุนอยู่ เช่น คดีซุกหุ้น พล.ต.จำลอง ก็เป็นหนึ่งบุคคลที่เข้าร่วมฟังการพิจารณาของศาลรัฐธรรมนูญในห้องพิพากษาด้วย.

พล.ต.จำลอง ศรีเมือง ปรากฏเป็นข่าวอีกครั้ง ในการเลือกตั้งผู้ว่าราชการกรุงเทพ ฯ ในปี พ.ศ. 2547 เมื่อเป็นผู้สนับสนุน นายมานะ มหาสุวีระชัย ผู้สมัครอิสระเบอร์ 5 อดีต ส.ส.พรรคพลังธรรม และประชาธิปัตย์ แต่นายมานะก็ไม่ได้รับการเลือกตั้ง[4] จากนั้น พล.ต.จำลอง ก็ปรากฏเป็นข่าวอีกครั้งเมื่อเป็นผู้ประท้วงไม่ให้เบียร์ช้างเข้าตลาดหุ้น โดยเจ้าตัวอ้างเพื่อเหตุศีลธรรมของสังคม[5]

เข้าร่วมกับพันธมิตรประชาชนเพื่อประชาธิปไตย

ในสถานการณ์วิกฤตการณ์การเมืองในประเทศไทย พ.ศ. 2548-2549 จำลอง ได้เข้าร่วมเป็น 1 ใน 5 แกนนำเครือข่ายพันธมิตรประชาชนเพื่อประชาธิปไตย และแกนนำอีก 4 คนคือ สนธิ ลิ้มทองกุล พิภพ ธงไชย สมศักดิ์ โกศัยสุข และ สมเกียรติ พงษ์ไพบูลย์ โดยมี สุริยะใส กตะศิลา เป็นผู้ประสานงานเครือข่าย

จำลอง ได้เปิดแถลงข่าวเข้าร่วมการชุมนุมเมื่อวันที่ 19 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2549 ที่อนุสรณ์สถาน 14 ตุลา และภายหลังการรัฐประหารในประเทศไทย พ.ศ. 2549 ได้รับเลือกให้ดำรงตำแหน่งสมาชิกสภานิติบัญญัติแห่งชาติ (สนช.) ในเวลาต่อมา

ในระหว่างการชุมนุม 193 วัน เมื่อปี พ.ศ. 2551 พล.ต.จำลอง ถูกเจ้าหน้าที่ตำรวจจับกุม ขณะออกไปใช้สิทธิ์เลือกตั้งผู้ว่าราชการกรุงเทพมหานคร ที่โรงเรียนเศรษฐเสถียร ถนนพระราม 5 เขตดุสิต เมื่อวันที่ 5 ตุลาคม

จำลอง มีบทบาทในการดูแลการชุมนุมและความปลอดภัย เนื่องจากเคยเป็นผู้นำในเหตุการณ์พฤษภาทมิฬ อีกทั้งยังเป็นผู้ที่มักจะเรียกร้องให้ผู้ขึ้นเวทีปราศรัยนั้นใช้วาจาที่สุภาพ ไม่ก้าวร้าว จนถึงขนาดเคยตำหนิ นายภูวดล ทรงประเสริฐ อาจารย์ประจำคณะสังคมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ซึ่งเป็นแนวร่วมคนหนึ่งของพันธมิตรฯ บนเวทีมาแล้ว หลังจากที่นายภูวดลปราศรัยเสร็จ [6]

ภายหลังการชุมนุมเสร็จสิ้น ทางกลุ่มพันธมิตรฯ ได้ก่อตั้งพรรคการเมืองใหม่ขึ้น พล.ต.จำลองไม่ได้เป็นสมาชิกพรรคด้วย แต่กล่าวว่าจะให้การสนับสนุนเต็มที่[7][8]