Pracę na uczelni stracił w 1935, po opublikowaniu w prasie serii artykułów krytycznych wobec greckiej monarchii. Wziął udział w wyborach 1936, stając na czele nowego ugrupowania politycznego Narodowej Partii Unionistycznej, ale nie zdobył mandatu. Po przejęciu władzy przez Joanisa Metaksasa, Kanelopulos został aresztowany i zesłany na wyspę Kitnos, a następnie na Tasos i Karystos. Po wybuchu wojny włosko-greckiej zgłosił się na ochotnika do służby w armii i walczył w składzie 19 dywizji piechoty, docierając z nią do wschodniej Albanii.
W czasie okupacji niemieckiej działał w ruchu oporu. Zagrożony aresztowaniem uciekł z Grecji i dotarł do Kairu. 2 maja 1942 objął stanowisko wicepremiera w rządzie Emanuila Tsuderosa. Z funkcji tej zrezygnował rok później, ale w 1944 pojawił się w rządzie Jeorjosa Papandreu, obejmując tekę ministra odbudowy. W listopadzie 1945 przez trzy tygodnie sprawował urząd premiera. W marcu 1946 po raz pierwszy został wybrany deputowanym do parlamentu. Po raz drugi stanowisko premiera objął w kwietniu 1967, ale nie uzyskał votum zaufania i podał się do dymisji. Po obaleniu junty czarnych pułkowników odmówił propozycji objęcia urzędu premiera.
Był żonaty (żona Theano z d. Polikaku).