Tuomioja gehörte zunächst der linksliberalen Nationalen Fortschrittspartei an und wechselte mit deren Auflösung 1951 zum Liberalen Bund. 1945 wurde er Finanzminister im Kabinett von Juho Kusti Paasikivi. Anschließend leitete er von 1945 bis 1955 die finnische Zentralbank. Gleichzeitig war er von März bis September 1950 Handels- und Industrieminister sowie von September 1951 bis November 1952 Außenminister. Am 17. November 1953 folgte Tuomioja Urho Kekkonen als Ministerpräsident (bis 5. Mai 1954). Er sollte als Leiter einer Übergangsregierung (Kabinett Tuomioja) eine akute Haushalts- und Wirtschaftskrise bewältigen. 1955 ging er als Botschafter nach London.
Präsidentschaftskandidat
Bei der Präsidentschaftswahl 1956 trat er als Kandidat von Liberalem Bund und Sammlungspartei an. In der Wahlmännerversammlung konnte er sich auf 57 von 300 Wahlmännern stützen. Im zweiten Wahlgang wurde seine Kandidatur jedoch zurückgezogen, um Präsident Paasikivi doch noch für eine zweite Amtszeit aufzustellen. Dadurch sollte eine drohende Wahl Kekkonens verhindert werden. Diese Taktik wurde von den Volksdemokraten vereitelt, im dritten Wahlgang siegte schließlich Kekkonen.
Tuomioja war der erste Finne, der an den so genannten Bilderberg-Konferenzen, informellen Treffen von Funktionseliten aus Politik, Wirtschaft, Militär, Gewerkschaften, Medien und Hochschulen teilnahm.
