Platzeck war im April 1988 Gründungsmitglied der Potsdamer Bürgerinitiative "Arbeitsgemeinschaft für Umweltschutz und Stadtgestaltung" (ARGUS) und gehörte im 1989 zu den Gründungsmitgliedern der "Grünen Liga" deren Sprecher er auch fungierte.
Im März 1990 wurde er als parteiloser Abgeordneter für Grünen Mitglied der ersten freigewählten Volkskammer der DDR . Dort war er Parlamentarischer Geschäftsführer der Fraktion Bündnis 90 / Grüne.
1995 wurde Platzeck Mitglied der SPD und seit 1998 Mitglied im Landesvorstand von Brandenburg. Seit 1999 ist er außerdem Mitglied des Bundesvorstandes SPD. Am 8. Juli 2000 wurde er zum Landesvorsitzenden der SPD Brandenburg gewählt.