พลเอก นายกองใหญ่ เล็ก แนวมาลี ได้รับการแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีครั้งแรกในรัฐบาลนายธานินทร์ กรัยวิเชียรเมื่อวันที่ 22 ตุลาคม พ.ศ. 2519 ได้รับการแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงกลาโหมในคณะรัฐมนตรีไทย คณะที่ 39[3][4] และพ้นจากตำแหน่งไปหลังการรัฐประหารของพลเรือเอก สงัด ชลออยู่ ต่อมาเมื่อวันที่ 12 พฤศจิกายน พ.ศ. 2520 ก็ได้รับการแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงกลาโหมในคณะรัฐมนตรีไทย คณะที่ 40 รัฐบาลของพลเอก เกรียงศักดิ์ ชมะนันทน์[5] เมื่อวันที่ 11 สิงหาคม พ.ศ. 2521 ได้มีการปรับย้ายไปเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงมหาดไทย[6][7] และดำรงตำแหน่งเรื่อยมาในคณะรัฐมนตรีไทย คณะที่ 41[8] และได้รับการแต่งตั้งเป็นรองนายกรัฐมนตรี[9] เมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2523 หลังการลงมติอภิปรายไม่ไว้วางใจเพียงวันเดียว[10] และพ้นจากตำแหน่งไปเมื่อวันที่ 3 มีนาคม พ.ศ. 2523 หลังจากที่พลเอก เกรียงศักดิ์ ชมะนันทน์ลาออก[11]

พลเอก นายกองใหญ่ เล็ก แนวมาลี เคยร่วมก่อตั้งพรรคการเมืองกับพลเอกเกรียงศักดิ์ ชมะนันทน์ ในปี พ.ศ. 2525 และได้รับตำแหน่งที่ปรึกษาพรรคชาติประชาธิปไตย[12]