Díaz-Canel, koji je po struci elektroinženjer, je političku karijeru započeo nakon službe u kubanskoj vojsci, kada se 1980-ih priključio Uniji mladih komunista, podmlatku vladajućeKomunističke partije te neko vrijeme proveo na školovanju/misiji u sandinističkoj Nikaragvi. Godine 1993. je postao član Komunističke partije, te brzo u njoj napredovao, postavši prvi partijski sekretar u provinciji Villa Clara. Na tom mjestu se iskazao organizacijskom sposobnošću, ali i za tadašnju Kubu neuobičajenim zalaganjem za prava LGBT osoba. Deset godina kasnije je izabran za partijskog sekretara u provinciji Holguin, a iste je godine kooptiran u Politbiro Komunističke partije Kube. 2009. je postao ministar višeg obrazovanja, a potpredsjednik kubanske vlade. 2013. je izabran za prvog potpredsjednika Kube.
Sa tog je mjesta, po isteku mandata dotadašnjeg predsjednika Raula Castra, izabran za predsjednika, postavši tako prvi kubanski državni poglavar rođen nakon Kubanske revolucije i prvi nakon 1976. godine koji nije bio član porodice Castro.
