В 1965 году- избран первым секретарем Булунского райкома ВЛКСМ.
В 1969 году- возглавил дрейфующую станцию "Северный полюс-19".
В 1971 году- принял на себя руководство коллективом станции "Беллинсгаузен" 17-ой Советской антарктической экспедиции, а в 1973 году на ледоколе "Владивосток" организовал дрейфующую станцию "Северный полюс-22".
В 1979 году- Чилингаров начал работать в системе Государственного комитета СССР по гидрометеорологии (начальник территориального управления в заполярном поселке Амдерм).
С 1986 по 1991 год- занимал пост заместителя председателя Госкомгидромета СССР, а также являлся президентом Ассоциации советских полярников (с 1992 года - президентом Ассоциации полярников).
В 1985 году- участвовал в спасении научно-исследовательского корабля "Михаил Сомов" (привел к нему спасательную экспедицию на ледоколе "Владивосток").
В 1986 году- участвовал в ликвидации последствий аварии, произошедшей на Чернобыльской АЭС.
В 1987 году- возглавил поход атомного ледокола "Сибирь", достигшего в свободном плавании Северного полюса.
В декабре 1991 года- стал советником по вопросам экологии Арктики и Антарктики председателя Верховного совета РФ Руслана Хасбулатова.
В 1993 году- стал кандидатом в депутаты Государственной Думы РФ.
В декабре 1993 года- как член партии "Всероссийский союз "Обновление" был избран депутатом Государственной Думы первого созыва от Ненецкого автономного округа. В Думе депутат вошел в состав комитета по обороне.
В мае 1995 году- стал участником создания Российской объединенной промышленной партии (РОПП), впоследствии был избран заместителем ее председателя.
В декабре 1995 году- повторно был избран в Госдуму (выдвигался от "Блока Ивана Рыбкина").
В июле 1997 году- избран председателем РОПП. В декабре того же года вошел в состав совета директоров ОАО "Совкомфлот".
В 1998 году- вошел в состав политсовета созданной мэром Москвы Юрием Лужковым движения "Отечество".
В 1999 году- после объединения движений "Отечество" и "Вся Россия" и создания единого избирательного блока "Отечество - Вся Россия" (ОВР), вошел в состав его координационного совета.
В декабре 1999 года- в третий раз стал депутатом Государственной Думы от Ненецкого автономного округа. В Думе третьего созыва депутат вновь занял пост заместителя председателя нижней палаты парламента.
В декабре 2001 года- избран членом Высшего совета партии "Единая Россия".
В 2003 году- как "единоросс" и представитель Таймырского (Долгано-Ненецкого) одномандатного избирательного округа №219 стал депутатом Госдумы в четвертый раз и вновь занял пост вице-спикера.
В 2003 году- при его содействии была открыта долговременная дрейфующая станция "Северный полюс-32" - первая после закрытой в 1991 году "СП-31".
В апреле 2006 года- избран членом правления Российского союза промышленников и предпринимателей (РСПП).
В январе 2007 года- два вертолета Ми-8 ФСБ России с Чилингаровым, директором ФСБ Николаем Патрушевым и его заместителем Владимиром Проничевым на борту совершили посадку в центре Антарктиды. Руководителем экспедиции был Чилингаров. Российские СМИ отмечали, что два отечественных вертолета впервые в истории достигли Южного полюса.
Летом 2007 года- выступил руководителем арктической экспедиции на судне "Академик Федоров". Чилингаров лично руководил погружениями глубоководных аппаратов "Мир-1" и "Мир-2" на дно океана в точке Северного полюса.
В октябре 2007 года- возглавил региональный список кандидатов в депутаты от "Единой России" в Архангельской области и Ненецком автономном округе на выборах в Государственную Думу РФ пятого созыва.
2 декабря 2007 года- принял участие в выборах депутатов Государственной Думы РФ пятого созыва и в очередной раз стал депутатом Госдумы РФ.
В июне 2009 года- он избран президентом
Государственной полярной академии.
Занесен в Книгу рекордов Гиннесса как первый в мире человек, который в течение шести месяцев побывал на Южном и Северном полюсах.
Первый заместитель руководителя фракции «ЕДИНАЯ РОССИЯ».