ในปี พ.ศ. 2547 ได้ลงสมัครเป็นผู้ว่าราชการกรุงเทพมหานคร ได้หมายเลข 29 แต่ไม่ได้รับเลือก ต่อมาในปี พ.ศ. 2549 ได้ลงสมัครเป็นสมาชิกวุฒิสภาในเขตกรุงเทพมหานคร ได้รับเลือกด้วยคะแนนสูงสุดในบรรดาผู้สมัครทั้งหมดทั่วประเทศ ด้วยคะแนน 257,420 คะแนน แต่ไม่ได้รับการรับรองจากคณะกรรมการการเลือกตั้งในขณะนั้น เพราะถูกร้องเรียนว่าขึ้นเวทีปราศรัยของกลุ่มพันธมิตรประชาชนเพื่อประชาธิปไตย

เคยขึ้นเวทีพันธมิตรประชาชนเพื่อประชาธิปไตยในการกล่าวปราศัยโจมตีการทำงานของระบอบทักษิณ[2][3] ทั้งในเรื่องผลประโยชน์ทับซ้อน การแทรกแซงองค์กรอิสระ และเคยมีวีซีดีสารคดีการแปรรูปรัฐวิสาหกิจของประเทศอาร์เจนตินาออกมาแจกจ่ายในขณะนั้น โดยมีผู้กล่าวว่าเป็นการสร้างคะแนนเสียงในการลงสมัครสมาชิกวุฒิสภา

หลังจากการรัฐประหารในประเทศไทย พ.ศ. 2549 ได้รับการแต่งตั้งจากคณะมนตรีความมั่นคงแห่งชาติ ให้เป็นสมาชิกสภานิติบัญญัติแห่งชาติ

เดือนตุลาคม พ.ศ. 2550 ทนายความตัวแทนพรรคไทยรักไทย และทักษิณ ชินวัตร ได้ประกาศชื่อ นิติภูมิ เนาวรัตน์ ในรายชื่อพยานโจทก์ในคดีที่ พรรคไทยรักไทย และทักษิณ ฟ้อง ศ. ปราโมทย์ นาครทรรพ และพวก ต่อศาลอาญา เรื่องปฏิญญาฟินแลนด์ และมีข่าวการเปิดตัว นายเนติภูมิ นวรัตน์ บุตรชายคนโตของนิติภูมิลงสมัครสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรในนามพรรคพลังประชาชน แต่ถูกกระแสต่อต้านอย่างหนัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากฝ่ายพันธมิตรประชาชนเพื่อประชาธิปไตยเดิม[4] จึงย้ายไปลงสมัครในนามพรรคเพื่อแผ่นดินแทน

ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรในประเทศไทย พ.ศ. 2550 ได้ลงสมัครสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรกรุงเทพมหานคร เขต 7 (บางกะปิ สะพานสูง มีนบุรี ลาดกระบัง) สังกัดพรรคเพื่อแผ่นดิน แต่ไม่ได้รับเลือก ต่อมาในปี พ.ศ. 2551 ได้ก่อตั้งพรรคการเมืองชื่อ พรรคสุวรรณภูมิ โดย ดร.นิติภูมิ ดำรงตำแหน่งหัวหน้าพรรค แต่จากนั้นในปี พ.ศ. 2552 จึงได้ลาออกจากตำแหน่งหัวหน้าพรรค[5]

ต่อมาวันที่ 15 พฤษภาคม พ.ศ. 2554 นิติภูมิได้เปิดตัวเป็นสมาชิกพรรคเพื่อไทย เพื่อลงสมัครรับเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรในระบบบัญชีรายชื่อ[6] และได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรในการเลือกตั้งครั้งนี้ด้วย