ฐิตินันท์ แสงนาค เคยลงสมัครรับเลือกตั้งสมาชิกวุฒิสภา ในปี 2557 แต่ไม่ได้รับเลือกตั้ง ต่อมาได้เข้าร่วมงานกับพรรคอนาคตใหม่ และลงสมัครรับเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรจังหวัดขอนแก่นในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 และได้รับเลือกตั้งเป็น ส.ส.สมัยแรก[1] โดยเป็นผู้สมัครเพียงคนเดียวของพรรคอนาคตใหม่ที่ชนะการเลือกตั้งในพื้นที่ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ

ในเดือนตุลาคม 2562 เขาเป็นหนึ่งในกลุ่มสมาชิกพรรคอนาคตใหม่ที่ออกมาแสดงความไม่พอใจกับการบริหารงานของพรรค ซึ่งไม่เห็นความสำคัญของสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรแบบแบ่งเขตเลือกตั้ง [2]กระทั่งต่อมาหลังพรรคอนาคตใหม่ถูกศาลรัฐธรรมนูญพิพากษาสั่งยุบพรรค เขาจึงย้ายไปสังกัดพรรคภูมิใจไทย[3][4]