W latach 1990–1994 był członkiem rady naukowej przy prezesie Narodowego Banku Polskiego, w latach 1992–1993 zasiadał w społecznej radzie planowania. Od 26 października 1993 do 30 września 1996 zajmował stanowisko ministra-kierownika Centralnego Urzędu Planowania kolejno w rządach Waldemara Pawlaka, Józefa Oleksego i Włodzimierza Cimoszewicza. Od 1 października 1996 do 31 października 1997 był ministrem skarbu państwa, a od 7 lutego 1996 do 31 października 1997 wicepremierem w rządzie Włodzimierza Cimoszewicza. W latach 1997–2001 z rekomendacji Polskiego Stronnictwa Ludowego sprawował mandat posła na Sejm III kadencji. W 2001 bez powodzenia kandydował do Senatu. W rządzie Leszka Millera od 2002 do 2003 zajmował urząd prezesa Rządowego Centrum Studiów Strategicznych.
W 2004 został powołany w skład Rady Polityki Pieniężnej II kadencji, funkcję tę pełnił do 2010.
Zmarł 6 maja 2022. Msza pogrzebowa odbyła się 12 maja w kościele bł. Władysława z Gielniowa w Warszawie, po niej Mirosław Pietrewicz został pochowany na cmentarzu w Grabowie.
Odznaczenia Odznaczony Krzyżem Oficerskim Orderu Odrodzenia Polski (2011).