V předrevolučním období se podílel na organizaci nezávislého studentského hnutí, které vydávalo samizdatové periodikum Revue 88. Rovněž byl zapojen do tak zvané Podzemní univerzity, pořádající soukromé bytové semináře z filozofie, a patřil ke společnosti tajně vysvěceného biskupa Stanislava Krátkého pronásledovaného komunistickým režimem. Roku 1990 byl Fiala členem redakce deníku Lidová demokracie a nakladatelství Atlantis.
V 80. letech získal magisterský titul na Filozofické fakultě brněnské Masarykovy univerzity (dříve Univerzita J. E. Purkyně) v oborech český jazyk a dějepis. Do roku 1989 působil jako historik starších dějin v Muzeu Kroměříž a pracoval na svém doktorátu v tomto oboru.
Po převratu zastával různé funkce na Masarykově univerzitě v Brně. Spoluzakládal zde i katedru politologie, na níž obdržel později docenturu a přispěl ke vzniku periodika Politologický časopis. Stal se také třetím ředitelem Mezinárodního politologického ústavu Masarykovy univerzity (1996 - 2004). V roce 2002 získal profesorský titul jako vůbec první český politolog a své alma mater sloužil ještě dalších deset let. Funkci docenta vykonával krátkodobě i na Fakultě sociálních věd Univerzity Karlovy (1996). Rektorem Masarykovy univerzity byl v letech 2004-2011.
Od září 2011 asistoval premiéru Petru Nečasovi jako hlavní vědecký poradce a v květnu 2012 byl jmenován ministrem školství, mládeže a tělovýchovy. Po předčasných volbách v říjnu 2013 zasedl ve Sněmovně za ODS, do které oficiálně vstoupil 7. listopadu téhož roku.
Na olomouckém kongresu byl 18. ledna 2014 zvolen novým předsedou ODS. Drtivě porazil dosavadní místopředsedkyni Miroslavu Němcovou i Edvarda Kožušníka. Fialu volilo 437 delegátů, Němcová dostala 66 hlasů, Kožušník 32 hlasů.
Fiala obhájil pozici v čele ODS i v dubnu 2024, kdy neměl soupeře a dostal 424 hlasů od 525 delegátů.
Od předčasných voleb v říjnu 2013 je poslancem, tehdy kandidoval za ODS ještě jako nestraník z prvního místa jihomoravské kandidátky. V listopadu 2017 byl na třetí pokus zvolen místopředsedou Sněmovny, funkci vykonával do října 2021.
