12 Haziran 2011 genel seçimlerinde Adalet ve Kalkınma Partisi'den İstanbul Milletvekili olarak seçildi. TBMM' de Dışişleri Komisyonu üyeliği yaptı. Aynı dönemde Plan ve Bütçe Komisyonu üyeliğinde bulundu. NATO Parlamenter Asamblesi (NATOPA) Türk Grubu Üyeliği'nin yanı sıra AK Parti Genel Merkez Halkla İlişkiler Başkan Yardımcılığı görevini yürüttü.
Mehmet Muş, Numan Kurtulmuş'un Başbakan Yardımcılığı görevine atanmasından sonra, 27 Ağustos 2014 tarihinde yapılan AK Parti 1. Olağanüstü Kongresinde Ekonomiden sorumlu AK Parti Genel Başkan Yardımcılığı görevine getirilmiştir.
12 Eylül 2015 tarihinde yapılan AK Parti 5. Olağan Genel Kurulunda yeniden AK Parti MKYK üyeliğine seçilmiştir.
Dışişleri Komisyonu, Plan ve Bütçe Komisyonu ve AK PARTİ MKYK Üyesi olarak görev yaptı. Ayrıca AK PARTİ Grup Başkanvekili görevini yapmıştır.
Son olarak Ticaret Bakanı olan ve çok iyi düzeyde İngilizce bilen Muş, evli ve 1 çocuk babasıdır.