Vystudoval češtinu a historii na brněnské univerzitě (1983–1988), poté pracoval jako historik v muzeu. V osmdesátých letech se účastnil nezávislých občanských aktivit proti komunistické diktatuře. Po listopadu 1989 se podílel na založení oboru politologie. Byl mj. vedoucím Katedry politologie (1993–2002), Katedry mezinárodních vztahů a evropských studií (2002–2004), ředitelem Mezinárodního politologického ústavu (1996–2004), ředitelem Institutu pro srovnávací politologický výzkum (2005–2011) a děkanem Fakulty sociálních studií Masarykovy univerzity (2004).
V rozsáhlém vědeckém díle se specializuje na srovnávací politologii a evropskou politiku. Je autorem více než 300 odborných studií publikovaných v řadě zemí. K jeho nejznámějším knihám patří např. Evropská unie (s O. Krutílkem a M. Pitrovou, 3. vyd., 2018), Teorie politických stran (s M. Strmiskou 1998, 2009), Katolicismus a politika (1996), Skrytá církev (s J. Hanušem 1999), Laboratoř sekularizace (2007), Evropský mezičas (2007, 2010), Politika, jaká nemá být (2010), Občané, demokraté a straníci (2015), Na konci bezstarostnosti (2015), Rozum a odvaha (2017) a Jak uvařit demokracii (2018), (M)univerzita (2019), Listopad 1989 včera a dnes (eds. s F. Mikšem, 2019). Vyšly také dvě knihy rozhovorů shrnující jeho názory na politiku a společnost: Vraťme politice smysl (s. J. Hanušem, 2017) a Profesor na frontové linii (s M. Balaštíkem, 2017). Souhrnný pohled na současnou konzervativní politiku a její východiska shrnul spolu s F. Mikšem v úspěšné knize Konzervatismus dnes (2019). Jeho nejnovější knihy jsou Politika v čase koronaviru (s P. Dvořákem a O. Krutílkem, 2020) a výběr z rozhovorů Rozum proti populismu (ed. F. Mikš, 2021).
Jako rektor vedl po dvě funkční období Masarykovu univerzitu (2004–2011), která se v té době stala nejžádanější českou vysokou školou a významnou středoevropskou vzdělávací a výzkumnou institucí. Za jeho vedení byl mj. postaven Kampus MU, jedna z největších staveb v oblasti vysokého školství ve střední a východní Evropě, a prosazen projekt Středoevropského technologického institutu (CEITEC).
Dlouhodobě působí v institucích a orgánech zabývajících se vysokým školstvím a výzkumem v ČR i v zahraničí, byl také předsedou České konference rektorů (2009–2011). Zastával řadu veřejných a odborných funkcí, byl např. členem Rady Ústavu pro studium totalitních režimů, Akreditační komise, místopředsedou Rady pro výzkum, vývoj a inovace, působil jako hlavní vědecký poradce předsedy vlády.
V letech 2012–2013 byl ministrem školství ve vládě Petra Nečase; podařilo se mu stabilizovat resort a svou koncepční a přesvědčivou prací si rychle získal důvěru veřejnosti. V roce 2013 odmítl účast v Rusnokově vládě, protože nesouhlasil se způsobem jejího ustavení.
V říjnu 2013 vedl jako nestraník jihomoravskou kandidátku ODS a byl zvolen poslancem. 7. listopadu 2013 vstoupil do ODS, v lednu 2014 byl zvolen jejím předsedou. Funkci předsedy obhájil v lednu 2016, 2018 a 2020. V říjnu 2017 vedl jako celostátní a jihomoravský lídr ODS ve volbách, v nichž se ODS stala druhou nejsilnější politickou stranou. V listopadu téhož roku byl zvolen místopředsedou Poslanecké sněmovny PČR.
Na podzim 2020 se stal celostátním lídrem nově vytvořené volební koalice SPOLU (ODS, KDU-ČSL, TOP 09). V říjnu 2021 koalice SPOLU zvítězila v parlamentních volbách se ziskem 27,8 % (1 493 905 hlasů).
Koaliční smlouva o vládní spolupráci ve volebním období 2021–2025 byla uzavřena 8. listopadu 2021 mezi koalicí SPOLU a koalicí Piráti a Starostové. Předsedou vlády byl Petr Fiala jmenován 28. listopadu 2021, členové jeho vlády byli jmenováni 17. prosince 2021. Poslanecká sněmovna Parlamentu ČR vyslovila důvěru vládě Petra Fialy 13. ledna 2022.
