En el mes de junio de 1994, durante la campaña presidencial del candidato del PRD, el ingeniero Cuauhtémoc Cárdenas Solórzano, Barbosa decidió exponer abiertamente su interés por integrarse a las filas del principal partido de izquierda en el país. Años más tarde, su intenso trabajo en las filas de la izquierda lo llevaron a alcanzar la presidencia estatal del PRD en Puebla y ser electo Consejero Nacional 1998 y 2000.
Diputado federal (2000-2003)
En el 2000, fue designado como diputado federal plurinominal por el Partido de la Revolución Democrática. Una de sus primeras iniciativas fue reformar el artículo tercero de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos, para clarificar que toda la educación que el Estado imparta en los distintos niveles y modalidades, incluida la educación superior a través de las universidades y las demás instituciones públicas a las que la ley otorgue autonomía, debe ser gratuita. El 20 de marzo de 2001, presentó una iniciativa de reformas al artículo séptimo de la Ley Organica del Congreso General de los Estados Unidos Mexicanos, que establecía que el presidente de la República tendría que escuchar durante su informe de gobierno las intervenciones de los grupos parlamentarios.
Actividad política (2003-2011)
Se desempeñó como Secretario General de la Comisión Nacional de Garantías y Vigilancia del PRD de 2002 a 2005. Ingresa al Comité Ejecutivo Nacional como responsable del área de Asuntos Parlamentarios, bajo la Presidencia de Leonel Cota Montaño. Forma parte de la Dirección Nacional como integrante de la Comisión Política durante la presidencia de Jesús Ortega Martínez en 2008.
A su vez, fue elegido por la expresión política Nueva Izquierda como su coordinador nacional, encargo que desarrolla de 2008 a 2012. Durante este periodo tiene una intensa participación en el método para definir y elegir las candidaturas de este instituto político a los cargos de elección popular para los comicios federales de 2012. Como dirigente nacional de Nueva Izquierda asume la tarea de organizar a los integrantes y dirigentes estatales de esta expresión política en todo el país, para mantener el fortalecimiento y mayoría al interior del PRD.
Senador Plurinominal (2012-2018)
En el 2012 es electo para encabezar la lista nacional al Senador de la República por la vía plurinominal del PRD, cargo que obtiene luego de la sustantiva votación que obtuvo ese partido en los comicios federales que se llevaron a cabo el primero de julio de ese año. El 14 de agosto es de 2012, la bancada del PRD en el Senado nombró a Miguel Barbosa como coordinador para la LXII Legislatura, cargo que desempeñó hasta el 13 de marzo de 2017, fecha en la que presentó su renuncia.
En 2014 tras conseguir el respaldo de los senadores de todas las fuerzas políticas, el 31 de agosto de 2014, Miguel Barbosa Huerta fue elegido Presidente del Senado de la República para el periodo del 1 de septiembre de 2014 al 31 de agosto de 2015. En un hecho histórico sin precedentes en México, un partido de izquierda dirigió simultáneamente el Senado y la Cámara de Diputados.
El 23 de octubre de 2017, el movimiento que encabeza Andrés Manuel López Obrador, nombró a Miguel Barbosa como Coordinador Organizativo del Movimiento Regeneración Nacional en el estado de Puebla, después de conocer los resultados de la encuesta realizada por este instituto político.De acuerdo con elecciones anteriores, a los ciudadanos que Morena ha nombrado coordinadores estatales, posteriormente se han convertido en aspirantes a la gubernatura estatal.
Candidato a Gobernador de Puebla (2018 y 2019)
Fue candidato del Movimiento Regeneración Nacional a la gubernatura de Puebla por la coalición Juntos Haremos Historia para las elecciones estatales de Puebla de 2018, en donde resultó ganadora Martha Érika Alonso del Partido Acción Nacional, con un 38% de los votos, frente al 34% obtenido por Barbosa.
Gobernador de Puebla
Luego de la muerte de la gobernadora de Puebla, Martha Érika Alonso en diciembre de 2018, se llamaron a elecciones extraordinarias a celebrarse el domingo 2 de junio de 2019. Miguel Barbosa sería el ganador, con 44.6% de los votos a su favor (682 mil 245 sufragios), contra el 33.23% de los votos que recibió su más cercano adversario, Enrique Cárdenas Sánchez, de la coalición del Partido Acción Acción Nacional (PAN), Partido de la Revolución Democrática (PRD) y Movimiento Ciudadano (MC). Aunque el nombre de la coalición que apoyó a Barbosa Huerta llevó el mismo nombre que en la elección de 2018 “Juntos Haremos Historia” en esta ocasión los partidos que se unieron a Morena fueron el Partido del Trabajo (PT) y el Partido Verde Ecologista de México (PVEM). El 1º de agosto de 2019 tomó protesta oficial como gobernador en el Auditorio Metropolitano, donde denunció que el estado de Puebla tenía una deuda superior a los 44 mil millones de pesos que habría dejado el gobierno de Rafael Moreno Valle.
