W 1922 r. został wybrany do Sejmu i posłował nieprzerwanie do 1929. Początkowo był członkiem partii PSL „Wyzwolenie”, ale nie był zadowolony z radykalizacji tego ugrupowania. W marcu 1925 na zjeździe PSL „Wyzwolenie” zadecydowano o przyjęciu postulatu przeprowadzenia reformy rolnej bez odszkodowania. Bartel odszedł z tej partii i w kwietniu 1925, razem z Marianem Zyndramem-Kościałkowskim i Bolesławem Wysłouchem, założył poselski Klub Pracy. Organizacja ta szybko znalazła się pod wpływem piłsudczyków. Tuż przed zamachem majowym Bartel otrzymał od Józefa Piłsudskiego polecenie przygotowania się do objęcia funkcji premiera po przewidywanym przez marszałka upadku rządów parlamentarnych.
Pierwszy rząd Bartla
thumb| zaprzysiężenia 4 czerwca 1926 na Zamku Królewskim w Warszawie. Obok Józef Piłsudski i Kazimierz Bartel thumb|Kazimierz Bartel (po prawej) wraz z Józefem Piłsudskim i Ignacym Mościckim po zaprzysiężeniu prezydenta