В политику Чилингаров пришел в 1990-е. В 1991-1993 гг. являлся советником председателя Верховного совета РСФСР Руслана Хасбулатова по проблемам Арктики и Антарктики. Был депутатом Госдумы I-V созывов с 1993 по 2011 г., с 2002 г. – член фракции «Единая Россия». Вернулся в Госдуму в 2016 г. Был избран депутатом VII-VIII созывов, входил во фракцию «Единая Россия», тогда он возглавил партийный список в Госдуму от Красноярского края, Хакасии и Тувы.