В 1995 г. избран депутатом Государственной Думы второго созыва по федеральному списку КПРФ. С января 1996 г. – председатель Комитета Государственной Думы по экономической политике (выдвинут КПРФ).
После дефолта 1998 г. оставил работу в Госдуме и вошел в правительство Е.М. Примакова.
С июля по август 1998 г. – министр промышленности и торговли Российской Федерации.
С сентября 1998 г. по май 1999 г. (до отставки правительства Примакова) – первый заместитель Председателя Правительства Российской Федерации.
В декабре 1999 г. был избран депутатом Государственной Думы России третьего созыва по одномандатному округу № 28 (Удмуртия), в 2000 г. стал председателем Комитета Государственной Думы по промышленности, строительству и наукоемким технологиям. В том же году избран председателем Союза производителей нефтегазового оборудования. В апреле 2002 г. ушел в отставку с поста председателя Комитета по промышленности, строительству и наукоемким технологиям.
В декабре 2003 г. избран депутатом Государственной Думы четвертого созыва по списку КПРФ, стал членом Комитета по бюджету и налогам.
В 2007 г. вновь избран депутатом Государственной Думы пятого созыва по федеральному списку КПРФ, стал председателем Комитета по промышленности Государственной Думы.
В 2008 г. избран сопредседателем Комиссии Государственной Думы по рассмотрению расходов, направленных на обеспечение обороны и государственной безопасности Российской Федерации.
Член ЦК КПСС в 1986 – 1991 гг., кандидат в члены Политбюро ЦК КПСС (1988 – 1989), член Политбюро ЦК КПСС (1989 – 1990). Депутат Верховного Совета СССР 1-го созыва (1984 – 1989), депутат Государственной Думы России со второго по пятый созывы (избирался в 1995, 1999, 2003, 2007 гг.).
Юрий Дмитриевич награжден орденами Ленина, Октябрьской Революции, Трудового Красного Знамени, «Знак Почета».
