Pada tahun 2005 ia kembali ke Sri Lanka untuk membantu kampanye presiden saudaranya Mahinda Rajapaksa.
Ketika Mahinda menjadi presiden, Gotabaya diangkat menjadi sekretaris Kementerian Pertahanan dan mendapatkan kembali kewarganegaraannya.
Selama masa jabatannya di kementerian, Gotabaya dikreditkan dengan peningkatan dan intensifikasi militer yang signifikan yang berhasil menyerbu separatis pada tahun 2009 dan mengakhiri perang saudara.
Ketika akhirnya Gotabaya menjabat sebagai Presiden Sri Lanka pada 2019, Mahinda diangkatnya sebagai Perdana Menteri Sri Lanka.
Tahun kedua Rajapaksa sebagai presiden terbukti kurang beruntung. Pada Mei 2021, dia melarang impor pupuk dan pestisida sintetis, tetapi hanya memberi sedikit peringatan kepada petani. Hasilnya adalah penurunan tajam dalam produksi tanaman dan larinya pasar, sehingga larangan tersebut dicabut pada bulan November.
Sementara itu, jumlah infeksi Covid-19 melonjak di bulan Mei hingga Agustus 2021 ke tingkat yang jauh lebih tinggi daripada yang terjadi pada tahun 2020.
Pada bulan Juli 2021, pengangkatan saudara laki-laki Gotabaya, Basil, ke Kementerian Keuangan menarik perhatian pada meningkatnya konsentrasi administrasi pemerintahan. di tangan keluarga Rajapaksa.
Sementara itu, kekhawatiran terhadap defisit pemerintah semakin meningkat, diperburuk oleh penurunan pendapatan dari pemotongan pajak yang diterapkan sebelum pandemi dan penurunan produk domestik bruto selama pandemi.
Masalah memuncak ketika Rajapaksa memasuki tahun ketiganya atau 2022 di kantor dan kekurangan makanan memperburuk ekonomi yang sedang memburuk.
Ketika harga bahan bakar global naik setelah Rusia menginvasi Ukraina pada Februari 2022, kelangkaan bahan bakar dan pemberlakuan pemadaman listrik harian secara nasional membuat situasi tidak dapat dipertahankan bagi banyak orang di Sri Lanka.
Protes pecah pada bulan Maret 2022, membidik Rajapaksa dan salah urus mereka. Basil, bersama dengan anggota kabinet lainnya, mengundurkan diri pada bulan April 2022, dan Mahinda melepaskan posisinya sebagai perdana menteri pada bulan Mei 2022.
Gotabaya berpegang teguh pada kursi kepresidenan, tetapi protes terus berlanjut selama beberapa bulan ke depan. Pada tanggal 9 Juli 2022 demonstran menyerbu dan menduduki istana presiden, menuntut pengunduran dirinya.