Per anni ideologicamente molto vicino a Silvio Berlusconi, fa il suo ingresso nella politica attiva il 24 gennaio 2014, giorno in cui proprio Berlusconi lo nomina consigliere politico di Forza Italia in vista delle elezioni europee di quell’anno; lo stesso giorno si dimette da ogni incarico lavorativo con Mediaset. Toti si definisce un “moderatissimo”, fa parte del comitato di presidenza, è uno dei 14 membri del coordinamento di Forza Italia e insieme con Mariarosaria Rossi, Francesca Pascale (all’epoca compagna dello stesso Berlusconi) e Deborah Bergamini forma il cosiddetto “cerchio magico” di Berlusconi in Forza Italia.

Il 16 aprile 2014 viene ufficialmente candidato alle elezioni europee come capolista di Forza Italia nella Circoscrizione Italia nord-occidentale comprendente Liguria, Lombardia, Piemonte e Valle d’Aosta. Grazie alle 148.291 preferenze diventa europarlamentare, risultando il primo degli eletti di Forza Italia nel Nord-Ovest.

Il 1º aprile 2015 Toti viene candidato alla presidenza della Regione Liguria per la coalizione di centro-destra, ruolo che può ricoprire in quanto residente nella provincia della Spezia; oltre che da Forza Italia, viene appoggiato dalla Lega Nord (che inizialmente aveva proposto la candidatura del proprio vice-segretario, il genovese Edoardo Rixi, poi ritirata), da Area Popolare, da Fratelli d’Italia, dal Nuovo PSI, dai Riformisti Italiani e dal Partito Liberale Italiano.

Il 31 maggio vince le elezioni regionali con il 34,44% dei consensi, pari a 226 710 voti, contro il 27,84% di Raffaella Paita del Partito Democratico, candidata della coalizione di centro-sinistra. La sua coalizione ottiene 16 sui 31 seggi in palio. La proclamazione ufficiale come presidente avviene l’11 giugno, data in cui si dimette da europarlamentare per incompatibilità con il suo nuovo ruolo di presidente regionale.

Il 30 luglio diventa vicepresidente della Conferenza delle regioni e delle province autonome, presieduta da Stefano Bonaccini, presidente dell’Emilia-Romagna.

Nel 2015 la regione ligure è una delle 10 regioni promotrici del referendum sulle trivelle. Il referendum finirà con una sconfitta per i promotori, nonostante l’ampia vittoria dei sì, a causa del mancato raggiungimento del quorum.

Nel 2015 la giunta Toti presenta e approva il nuovo Piano Casa regionale permanente in consiglio regionale, sollevando polemiche da parte delle opposizioni e di associazioni ambientaliste in quanto concepito all’insegna di un’ampia semplificazione normativa in materia edile che autorizza interventi edilizi radicali come l’ampliamento degli edifici esistenti in tutti e dieci i parchi liguri. Toti ha difeso la norma sostenendo il mantenimento di tutti gli strumenti di controllo ambientale, la difesa del suolo e del paesaggio. Detti strumenti di difesa del territorio sono però spostati dai singoli comuni ai vertici degli Enti. Altri punti critici del Piano sono l’abolizione dell’obbligo del 20% di edilizia popolare, l’abolizione dei vincoli esistenti alla demolizione di edifici da riqualificare e ricostruire (applicabile anche agli edifici condonati), l’ampliamento degli edifici esistenti è aumentato da 170 metri cubi a 200 metri cubi in proporzione all’edificio esistente. Il piano stabilisce inoltre concede un bonus volumetrico (dal 35% al 50%) a coloro che decidono di demolire la propria casa in zone a rischio di esondazioni o frane, e di ricostruirla in zone sicure. Il Piano Casa è però stato impugnato dal governo centrale con la motivazione di violare la competenza legislativa esclusiva statale in materia di tutela dell’ambiente e di tutela del paesaggio. A seguito di alcune correzione avvenute in consiglio regionale, nel 2016, il governo ha ritirato l’impugnativa.

Sotto la sua amministrazione, similmente a quanto varato in Lombardia dalla giunta presieduta da Roberto Maroni, la Regione Liguria ha istituito un fondo per coprire le spese legali dei cittadini che hanno subito aggressioni e, nel tentativo di difendersi, sono incorsi nel reato di eccesso di legittima difesa o sono stati incriminati per omicidio volontario. La legge è stata in seguito impugnata dal governo di Roma sollevando diverse polemiche.

Nel maggio 2017 la sua giunta vara un nuovo regolamento riguardante le case popolari della regione, che suscita diverse polemiche in quanto stabilisce che i cittadini stranieri richiedenti un alloggio popolare devono dimostrare di essere residenti in Italia da 10 anni e in Liguria da 5.

Durante la sua amministrazione, tra il 2016 ed il 2018, il centrodestra (la coalizione formata da FI, LN, FdI, AP e DI) ottiene delle grandi vittorie in Liguria, superando il centrosinistra, fino a quel momento molto forte nel territorio ligure, nelle elezioni amministrative tenute in tale periodo in tutti e quattro i capoluoghi di provincia della regione: Imperia (che nel 2013 era passata al centrosinistra dopo 14 anni di amministrazione del centrodestra), Savona (che fin dal 1945 aveva avuto un’unica giunta non di centrosinistra, tra 1994 ed il 1998, e ritornerà al centrosinistra nel 2021) e soprattutto La Spezia e Genova, storiche roccaforti “rosse” in cui il centrodestra non aveva mai vinto in tutto il dopoguerra. A La Spezia, Forza Italia e Fratelli d’Italia si presentano in una lista unitaria che prende il nome del presidente (“Lista Toti”) che ottiene il 13,10%, determinante per l’elezione a sindaco di Pierluigi Peracchini.

Nell’agosto del 2018, da presidente regionale ligure, si ritrova ad affrontare la crisi conseguente al disastroso crollo del viadotto Polcevera di Genova, nel quale hanno perso la vita 43 persone; a seguito di tale evento ottiene dal governo nazionale la dichiarazione di stato d’emergenza per la città. Il 20 agosto 2018 è stato nominato commissario delegato all’emergenza per il crollo del ponte Morandi.

In occasione delle elezioni regionali in Liguria del 2020, si ricandida alla carica di Presidente e vince, ottenendo il 56,13% dei voti validi e superando il candidato del centro-sinistra, il giornalista Ferruccio Sansa (figlio dell’ex sindaco di Genova Adriano), suo principale avversario, che ottiene il 38,90%.

Il 27 maggio 2021 seguente Popolo Protagonista, scissione del Movimento 5 Stelle, aderisce a Coraggio Italia, il nuovo partito fondato dal sindaco di Venezia Luigi Brugnaro insieme al presidente della Liguria Giovanni Toti e a numerosi parlamentari di diversa provenienza (M5S, Forza Italia, Cambiamo!-Popolo Protagonista, Lega e Centro Democratico) di cui anche Popolo Protagonista diventa parte. Rospi diventa vicepresidente del gruppo alla Camera in quota Popolo Protagonista. Il 18 novembre viene nominato coordinatore del partito in Puglia  ma lo stesso giorno, visto che le sue aspettative non sono state soddisfatte, aderisce a Forza Italia, per lui l’unico grande partito italiano a rappresentare il Partito Popolare Europeo in Parlamento.

In occasione delle elezioni comunali del 2022, i sindaci civici di centro-destra di La Spezia e Genova, eletti per la prima volta nel 2017, vengono riconfermati per un secondo mandato al primo turno elettorale con il sostegno della Lista Toti.

Nel frattempo Toti lancia Italia al Centro che partecipa alle elezioni politiche del 2022 come cartello elettorale insieme a Noi con l’Italia, UdC e Coraggio Italia, eleggendo in quota IaC i deputati Ilaria Cavo e Pino Bicchielli. Il 17 ottobre 2023 Toti viene eletto presidente del consiglio nazionale di Noi Moderati composto da 150 membri.

Il 26 luglio 2024, Toti si dimette dal proprio incarico di Presidente della regione, in seguito all’inchiesta per corruzione che lo ha coinvolto, comportando le dimissioni della Giunta e lo scioglimento del Consiglio, come previsto dall’art. 126 della Costituzione. Subito dopo essere tornato in libertà dichiara che non si ricandiderà alle regionali nemmeno come consigliere. A inizio dicembre Toti interviene all’assemblea a nazionale di Noi Moderati avendo mantenuto la carica di presidente del consiglio nazionale.