[1]​[2]​ Su carrera política inició cuando junto a otros políticos, entre estos Otto Pérez Molina y Roxana Baldetti fundaron el Partido Patriota en el año 2002, este fue un partido que gobernó en Guatemala, en dos ocasiones, de 2004 al 2008 (en coalición) y de 2012 a 2015.

Gramajo fue el tercer afiliado del partido político.

Al ser uno de los fundadores del Partido Patriota ocupó varios cargos directivos dentro del partido, siendo uno de los últimos el de Secretario de Actas y posteriormente asumió como Secretario General del partido luego de que el Tribunal Supremo Electoral suspendiera del cargo a Roxana Baldetti, que había sido reelegida pero al ser la Vicepresidente del país no podía ejercer cargos directivos en ningún partido político.

En septiembre de 2014 fue suspendida Baldetti como secretaria general, asumió de forma interina Alejandro Sinibaldi quién se perfilaba como candidato presidencial, sin embargo, en febrero de 2015 renunció y asumió Gramajo en sustitución.

[3]​ Anteriormente Gramajo había sido inscrito como candidato a diputado por lo que en un principio su candidatura vicepresidencial fue rechazada, pero al renunciar a la casilla de diputado pudo participar.