W wyborach parlamentarnych w 2019 Przemysław Czarnek wystartował do Sejmu w okręgu nr 6 (Lublin) z drugiego miejsca na liście PiS. Otrzymał 87 343 głosy i uzyskał wówczas mandat posła IX kadencji. W związku z wyborem złożył rezygnację z funkcji wojewody lubelskiego, zakończył urzędowanie na tym stanowisku 11 listopada 2019. Wcześniej w tym samym roku wspierał kampanię swojej współpracowniczki politycznej Beaty Mazurek w wyborach do Parlamentu Europejskiego. Dołączył także do sztabu wyborczego Andrzeja Dudy w planowanych wyborach prezydenckich z 2020.
28 czerwca 2022 został w strukturze PiS „opiekunem” województwa opolskiego, mając za zadanie pełnienie nadzoru nad jego rozwojem.
Minister edukacji i nauki thumb|Przemysław Czarnek w debacie z okazji Dnia Praw Rodziny (2021) thumb|Minister Przemysław Czarnek z wizytą na Śląsku (2022) 19 października 2020 został powołany przez prezydenta RP na urząd ministra edukacji i ministra nauki w drugim rządzie Mateusza Morawieckiego.