Benoît Hamon commence sa carrière politique en 1991 comme assistant parlementaire de Pierre Brana, député de la Gironde. Jeune rocardien il est, de 1993 à 1995, le premier Président du MJS (Mouvement des Jeunes Socialistes) qui devient statutairement autonome du PS. De 1995 à 1997 il est conseiller pour la Jeunesse auprès du premier secrétaire
Lionel Jospin.
Au cabinet de la ministre de l'Emploi et de la Solidarité
Martine Aubry il est conseiller technique chargé de l'emploi des jeunes (1997-98), puis conseiller chargé des affaires politiques (1998-2000).
Il est élu conseiller municipal à Brétigny-sur-Orge en 2001. Il dirige le planning stratégique de l'institut de sondage IPSOS de 2001 à 2004.
Il est élu député européen en 2004. Au Parlement européen il est membre de la commission des affaires économiques et monétaires, membre suppléant de la commission du marché intérieur et de la protection des consommateurs, vice-président de la délégation pour les relations avec les Etats Unis et membre suppléant de la délégation pour les relations avec Israël.
Membre du bureau national du PS, il est animateur de
Nouvelle Gauche (courant majoritaire au sein du MJS et groupe politique au sein du courant
Nouveau Parti Socialiste, dont il est cofondateur). Partisan du "non" au référendum sur le Traité Constitutionnel Européen, il est nommé Secrétaire national du PS chargé du projet européen à l'issu du congrès du Mans de novembre 2005.
En 2006, il soutient
Laurent Fabius à l'investiture socialiste pour l'élection présidentielle.
En mai et juin 2007, il est porte-parole du PS pour les élections législatives.
Il fonde en juillet 2007 le cercle de réflexion
La Forge.