Le , à la suite de l'élection d'Alpha Omar Konaré, Dioncounda Traoré est nommé ministre de la Fonction publique, du Travail et de la Modernisation de l’Administration, puis le , il devient ministre d’État, ministre de la Défense nationale et enfin ministre d’État, ministre des Affaires étrangères, des Maliens de l’extérieur et de l’Intégration africaine du 25 octobre 1994 jusqu’au 24 août 1997.
En 1997, Dioncounda Traoré n'est plus ministre mais entame une carrière de député. Il est élu député de Nara et préside le groupe Adéma-PASJ pendant toute la législature 1997-2002. En 2002, candidat à sa propre succession, il est battu aux élections législatives.
En octobre 2000, à la suite du départ d'Ibrahim Boubacar Keïta de l’Adéma-PASJ, Dioncounda Traoré prend la présidence du parti[4].
Le , les délégués des 53 sections de l'intérieur et ceux des 23 sections de l'extérieur de l'Adéma-PASJ approuvent à l’unanimité la candidature de Dioncounda Traoré à l'élection présidentielle prévue en avril 2012[6].
Le 21 mars 2012, de jeunes militaires maliens, conduits par le capitaine Amadou Haya Sanogo renversent le président de la République Amadou Toumani Touré lors d'un coup d'État, dont le mandat expirait trois mois plus tard. Des sanctions économiques sont prises par la Communauté économique des États de l'Afrique de l'Ouest (Cédéao). Profitant de la confusion, le MNLA et Ansar Dine occupent les trois régions du nord du Mali. Le MNLA proclame unilatéralement l'indépendance de l'Azawad, indépendance non reconnue par la communauté internationale. Le coup d'État est également condamné par la communauté internationale, dont la Cédéao, laquelle prend des sanctions.
Une médiation, menée sous l'égide de la Cédéao par le Burkina Faso, aboutit à un accord le : le président Amadou Toumani Touré accepte de démissionner et Dioncounda Traoré, président de l'Assemblée nationale, devient président de la République par intérim[7].
Président de la République par intérim
Le président Dioncounda Traoré le 4 mars 2013, pendant une visite du ministre britannique des affaires étrangères William Hague (à droite au premier plan).
Le 7 avril 2012, Dioncounda Traoré, réfugié au Burkina Faso à la suite du coup d'État, rentre à Bamako pour prendre ses fonctions et organiser des élections démocratiques[8]. Le , Amadou Toumani Touré annonce officiellement qu'il démissionne de ses fonctions présidentielles[9],[10], ouvrant la voie au départ de la junte. Dioncounda Traoré est investi président de la République par intérim le 12 avril et nomme Cheick Modibo Diarra au poste de Premier ministre le 17[11]. Il laisse par ailleurs la présidence de l'Assemblée nationale à Younoussi Touré.
Le , il est violemment attaqué par une foule en colère jusque dans son bureau[12]. Il part se faire soigner en France et regagne son pays le 27 juillet suivant[13]. Il doit alors travailler à la formation d'un gouvernement d'union nationale.
En décembre 2012, le chef de la junte le capitaine Sanogo exige la démission de Cheick Modibo Diarra. À la suite de cette démission, Dioncounda Traoré nomme Diango Cissoko au poste de Premier ministre.
L'élection présidentielle qui se tient les 28 juillet et 11 août 2013 s'achève sur la victoire d'Ibrahim Boubacar Keïta auquel Dioncouda Traoré transmet le pouvoir le 4 septembre suivant.
Haut représentant du chef de l’Etat pour le centre du Mali
L'équipe de Dioncounda Traoré comme haut représentant du chef de l’Etat pour le centre du Mali, le 23 janvier 2020.
Le , Dioncounda Traoré est nommé haut représentant du président de la République pour le Centre, à la suite des massacres interethniques entre populations peuls et dogons, sur fond de présence djihadiste dans la région, dans le Centre du Mali[14],[15],[16].
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