Pertenece al Partido Comunista de la República de Moldavia.

Tarlev fue primer ministro de Moldavia desde 2001 hasta 2008 y hasta 2017 fue el único primer ministro que ganó dos mandatos consecutivos.

[1]​ El 19 de marzo de 2008, en un gesto inesperado, dimitió con el argumento de que quería dejar paso a "gente nueva".

El Parlamento de Moldavia aprobó su dimisión el 20 de marzo y el presidente Vladimir Voronin propuso a Zinaida Greceanîi como su sucesora,[2]​ fue aprobada por el Parlamento el 31 de marzo de 2008.

[3]​ Tras dieciséis años de su retiro de la política, Tarlev decidió postularse como candidato para las elecciones presidenciales de Moldavia de 2024, las cuales ratificaron a Maia Sandu en el cargo de primera mandataria.