衆議院議員

1990年、第39回衆議院議員総選挙に自由民主党公認で高知県全県区（定数5）から出馬し、得票数2位で初当選した。1993年の第40回衆議院議員総選挙では、高知県全県区でトップ当選する。村山改造内閣で国土政務次官。1996年の第41回衆議院議員総選挙では、小選挙区比例代表並立制の導入に伴い高知2区から出馬し、2012年の第46回衆議院議員総選挙まで、高知2区で6期連続当選。

2000年、第2次森内閣で自治総括政務次官に就任したが、加藤の乱では第2次森内閣不信任決議案に賛成票を投じる意向を示した加藤紘一に同調^[3]。結果的に加藤派・山崎派の造反は不調に終わったが、中谷は不信任案の採決では欠席した^[4]。

2001年、第1次小泉内閣において歴代最年少で防衛庁長官に任命され、当選4回で初入閣した^[5]。防衛大学校・陸上自衛官出身者で防衛庁長官に就任したのも中谷が初であった^[5] ため、野党などからは日本国憲法第66条2項の文民統制との関連について疑問の声もあがった^[6]。2005年、衆議院総務委員長に起用される。

2011年3月、自由民主党高知県連会長選挙への立候補を表明。これに対して現職の山本有二も出馬を表明し^[7]、2004年に会長を公選する規定が導入されていたため、初の会長選挙が実施され^[8]、中谷が県連会長に選出された。

2012年10月、宏池会を退会し、総裁を退任して間もない谷垣禎一を中心に結成された勉強会「有隣会」に参加した^[9]。同年12月、石破茂の下で自由民主党副幹事長（特命担当）に起用される。

2014年の第47回衆議院議員総選挙では、選挙区の区割り変更に伴い、新設された高知1区から出馬。日本共産党元職の春名直章らを破り、9選。選挙後に発足した第3次安倍内閣では、政治資金問題を理由に再任を辞退した江渡聡徳の後任の防衛大臣（安保法制の担当大臣も兼務）に任命され、13年ぶりに2度目の入閣^[10]。安全保障関連法案の審議を巡っては、答弁が不安定な場面もあり批判を浴びた^[11]。2015年6月5日の衆議院平和安全特別委員会の答弁で安全保障関連法案について「現在の憲法をいかにこの法案に適用（「適応」とする報道もある）させていけば良いのかという議論を踏まえて、閣議決定をおこなった」と答弁したことに法律を憲法の上位に置くもの、立憲主義を理解していないものとして批判が集中した^[12]。2016年8月3日、内閣改造に伴い防衛相を離任する。翌4日の記者会見では、安全保障関連法の国会審議を振り返り、感極まって号泣した^[13]。

2017年（平成29年）6月3日、森友学園問題と加計学園問題に関連して、安倍首相に「あいうえおの5文字を贈りたい。あせらず、いばらず、うかれず、えこひいきをせず、おごらず。」と苦言を呈するとともに、政治の公正性と中立性を強く主張した^[14][15]。

2017年（平成29年）7月2日、東京都議会選挙で自民党が歴史的な大敗北を喫した後は、都議選惨敗を引き起こしたとして、暴言・暴行疑惑が報じられ自民党から離党した豊田真由子衆院議員（Toyota）、加計学園関連極秘文書疑惑の萩生田光一内閣官房副長官（Hagiuda）、選挙期間中に失言の稲田朋美防衛相（Inada）、加計学園からのヤミ献金疑惑の下村博文東京都連会長（Shimomura）の4人のイニシャルをもじり「THIS is 敗因」と評した^[16][17]。また、7月7日には安倍首相に「政治家は人の意見を聞く耳が大事。特に『かきくけこ』で人の言うことを聞くべきだ。」「かきくけこは、家内（妻）の言うこと、厳しい意見、苦情、見解の異なる人、こんな人たち」と指摘し、都議選の応援演説で自らに野次を飛ばした聴衆に「こんな人たち」と発言した安倍首相に苦言を呈するとともに、多元主義の尊重を強く主張した^[18]。

7月6日、稲田朋美防衛相ら防衛省政務三役が平成29年7月九州北部豪雨対策中に防衛省に一時不在だった問題では、7月8日収録のTBS「時事放談」に出演し「考えられない」と批判した^[19]。

2021年10月31日、第49回衆議院議員総選挙で11選。11月10日、第2次岸田内閣において内閣総理大臣補佐官（国際人権問題担当）に就任^[20]。

2024年9月27日に行われた自民党総裁選挙において、1回目の投票、決選投票、いずれも石破茂に投じた^[21]。

同年10月1日、第1次石破内閣が発足し、防衛大臣に任命された^[22]。同年10月31日の第50回衆議院議員総選挙において再選^[23]。同年11月11日に発足した第2次石破内閣において防衛大臣に留任^[24]。

憲法改正

• 日本国憲法第9条の改正、集団的自衛権の行使に賛成^[25]。
• 日本の核武装については「将来にわたって検討すべきでない」としている^[26]。

消費税増税

• 2012年の公開アンケートにおいて、消費税を2014年4月に8%、2015年10月に10%まで引き上げる法律が成立したことについて「法律通りに引き上げるべきだ」と回答している^[26]。
• 2014年の公開アンケートにおいて、「2017年4月に消費税率を10%に引き上げるべきだ」と回答している^[27]。
• 2017年の公開アンケートにおいて、消費税を2019年10月に10%に引き上げることについて「賛成」と回答している^[28]。
• 「消費税0％の検討」を掲げた『国民を守るための「真水100兆円」令和2年度第2次補正予算に向けた提言』に賛同している^[29]。

その他

• 選択的夫婦別姓制度の導入に2014年のアンケートでは反対^[30][31]、2021年のアンケートでは賛成と回答^[32]。
• 内閣総理大臣の靖国神社参拝に賛成^[25]。
• 村山談話、河野談話の見直しに反対^[25]。

親族

• 父は大旺建設会長、高知さんさんテレビ会長を務めた中谷健^[41][42]。
• 祖父は立憲政友会で衆議院議員を務めた中谷貞頼^[43]。
• 高知市長の桑名龍吾は義弟^[44]。
• 妹婿は夏野剛の弟でフジテレビ制作局第二制作センター室長の夏野亮^[45]。
• 弁護士で駐ガーナ特命全権大使を務めた浅井和子は叔母^[46][47]。

旧統一教会との関係

• 旧統一教会系の世界日報社『Viewpoint』に「政権の命運懸ける国民投票　中谷　元氏」というタイトルで、憲法改正についての記事が掲載されている^[48]。

その他

• 超党派の国会議員で作るアルコール問題議員連盟に参加し、会長を務めている^[49]。アルコール依存症対策に参加したのは、断酒会発祥の地である高知県下司病院の近所で、断酒会の看板を見ながら育ったことが契機である。断酒サマースクールにもたびたび参加し参加者の体験談を直接聴いている^[50]。アルコール依存症のほか、与党ギャンブル依存症対策法案のプロジェクト座長としてギャンブル依存症の対策にも関わっている。2016年12月6日、カジノを解禁する「特定複合観光施設区域の整備の推進に関する法律」（IR整備推進法）が採択された際には、ギャンブル依存症に対して、目に見える対策や課題を提示すべきとして、本会議を退席し採決を棄権している^[51]。
• 新極真会空手の愛好者（名誉三段）である^[52]。
• 趣味はラグビー、読書、囲碁、俳句^[53]。また、アイドル歌謡にも造詣が深く、1970年代の楽曲であれば振り付けも含めて完璧に真似するとことができる。石破茂の前で欅坂46の不協和音を披露したこともある^[54]。
• 元秘書にジャーナリストのアレクサンドラ・ハーニーがいる^[55]。
• 現秘書に元プロ野球選手（東京ヤクルトスワローズ）の吉川昌宏がいる^[56]。

日本安全保障・危機管理学会顧問^[57]。