Politisch aktiv wurde er 1974 im Wahlkampf von Fusae Ichikawa. Später war er Mitbegründer des Sozialdemokratischen Bundes und wurde stellvertretender Vorsitzender. 1980 wurde er schließlich auch ins japanische Unterhaus gewählt, nachdem er dies in den Vorjahren nicht geschafft hatte.

Die große politische Bühne betrat Kan 1996 als Gesundheits- und Sozialminister im Kabinett Hashimoto. In dieser Position erfreute er sich wachsender Beliebtheit beim japanischen Volk, vor allem als er half einen Skandal um HIV-infizierte Blutkonserven aufzudecken. Im selben Jahr gründete er mit Yukio Hatoyama eine neue Partei, die DPJ. Nachdem Kan zunächst Parteivorsitzender der DPJ war, verlor er diesen Posten 1999 unter anderem wegen eines Sex-Skandals um eine Fernsehmoderatorin. Obwohl er den Parteivorsitz 2001 wiedererlangte und sogar Generalsekretär wurde, brachte ihn 2004 ein erneuter Skandal um versäumte Beitragszahlungen ins Rentensystem zum Fall. Kan trat von seinen Posten zurück und begab sich auf Shikoku-Pilgerfahrt.

Nach dem Unterhaus-Wahlsieg der Demokraten im Jahr 2009 berief der damalige Premierminister Hatoyama Kan sowohl als Staatsminister für Wirtschafts- und Finanzpolitik, Wissenschaft und Technologie als auch als stellvertretenden Premierminister in sein Kabinett. Im Januar 2010 wurde Kan schließlich Finanzminister und im Juni 2010 erreichte seine politische Karriere den Höhepunkt als er sowohl zum Parteivorsitzenden der DPJ als auch zum Premierminister Japans gewählt wurde.

Während der Katastrophe um das Tōhoku-Erdbeben 2011 und die Probleme um das Atomkraftwerk Fukushima wurde Kan von den Medien gelobt und kritisiert. Zum einen erhielt er Anerkennung für seine Fähigkeit Panik zu vermeiden. Zum anderen musste er sich jedoch auch Kritik bezüglich der japanischen Informationspolitik gefallen lassen. Es bleibt abzuwarten, wie lange Naoto Kan sich an der Spitze der japanischen Politik halten wird.