Aynı yıl yapılan genel seçimlerde Adalet Partisi’nden Isparta milletvekili seçildi. 1962’de Adalet Partisi Genel Başkan Yardımcılığı’na getirildi. 10 Haziran 1964’te Adalet Partisi Genel Başkan Vekilliğine seçilip, 29-30 Kasım 1964’teki Büyük Kongre’ye kadar bu görevde kaldı. 1965 seçimlerinde İstanbul Milletvekili seçildi. 3 Nisan 1967’de I. Demirel Hükümeti‘nde Ulaştırma Bakanlığı‘na getirildi. 1969 Genel Seçimlerinde tekrar İstanbul Milletvekili seçildi. 1970 Haziran ayında bir gurup arkadaşı ile birlikte Adalet Partisi’nden ihraç edildi. Aynı yılın Aralık ayında Demokratik Parti‘yi kurdu. 1973 seçimlerinde Demokratik Parti’den İstanbul Milletvekili seçildi. 30 Mart 1975 tarihinde Demokratik Parti’den ayrıldı.
1976 yılı Haziran’ında Adalet Partisi’ne geri döndü ve genel başkan yardımcısı seçildi. 1977 seçimlerinde yine İstanbul milletvekili seçildi. 21 Temmuz 1977 tarihinde kurulan V. Demirel Hükümeti’nde Milli Savunma Bakanlığı‘na getirildi. 18 Ekim 1977’de bakanlıktan istifa ederek ayrıldı.
12 Eylül 1980 tarihine kadar AP genel başkan yardımcısı olarak görev yaptı. 1982 Anayasası ile 10 yıl siyasi hayatı yasaklandı. 1983 Haziran ayının başından Eylül sonuna kadar Çanakkale Cephesi Zincirbozan askeri tesislerinde ikamete mecbur edildi. 1987 Anayasa Referandumu ile siyasi hakkı iade edildi.
1988’de Doğru Yol Partisi Genel Kongresi’nde Genel İdare Kurulu’na seçildi. 1990’daki kongreye kadar bu görevde kaldı. 1992’de AP Büyük Kongresi’nde Adalet Partisi’nin açılamaması üzerine fiili politika hayatına son verdi.
Sadettin Bilgiç, 20 Nisan 2012’de (91 yaşında) İstanbul’da vefat etti.
