Trumbull inledde sin politiska karriär när han valdes till Connecticuts representanthus 1832. Han sändes till USA:s kongress i december 1834, för att fylla vakansen efter William W. Ellsworth, som hade avgått. Han valdes 1838 för Whigpartiet till två mandatperioder i USA:s representanthus och tjänstgjorde från den 4 mars 1839 till den 3 mars 1843.
Trumbull var guvernör i Connecticut i en mandatperiod, från den 2 maj 1849 till den 4 maj 1850. Han var en aktiv förkämpe för utbildning och Yale gjorde honom till hedersdoktor i juridik 1849.
Han avled i Hartford den 4 augusti1861 och begravdes i familjegraven på East Cemetery i Lebanon, Connecticut.