Maja 1990 je Peterle postal predsednik prve demokratično izvoljene slovenske vlade, potem ko je koalicija DEMOS zmagala na prvih demokratičnih parlamentarnih volitvah. Leto prej je bil izvoljen za predsednika novoustanovljene stranke SKD – Slovenskih krščanskih demokratov.
Njegova vlada je izvedla vrsto pomembnih demokratičnih in ekonomskih strukturnih reform, njen najpomembnejši projekt pa je bila osamosvojitev države, ki je neodvisnost razglasila 25. junija 1991.
V letih 1993-1994 je opravljal funkcijo podpredsednika vlade in zunanjega ministra. Funkcijo zunanjega ministra je opravljal tudi v letu 2000.
Med prednostnimi delovnimi nalogami Peterleta je negovanje demokracije. Leta 2005 je bil določen za osebnega predstavnika predsednika OSCE za centralno Azijo, v sklopu česar je uspešno sodeloval pri reševanju politične krize v Kirgiziji. Kot evropski poslanec je bil imenovan tudi v parlamentarno opazovalno delegacijo na predsedniških volitvah v Azerbajdžanu leta 2008, na parlamentarnih volitvah v Kambodži leta 2009 in član opazovalne misije na predsedniških volitvah v Ukrajini leta 2010. Leta 2011 je vodil evropsko opazovalno misijo na volitvah v Nigeriji, leta 2013 pa na volitvah v Keniji.
Kot aktiven borec proti raku in še posebej kot predsednik neformalne skupine MAC, ki jo sestavljajo predstavniki vseh političnih skupin, širi sporočilo o nujnosti (političnega) boja proti raku v članicah EZ. Za seboj ima tudi osebno izkušnjo boja proti tej bolezni.
