Murat Karayalçın, Cumhuriyet Halk Partisi (CHP) üyesidir. Karayalçın, 2008 yılından itibaren CHP'de aktif olarak yer almakta olup, daha önce 1995-2001 yılları arasında ve 2002-2008 yılları arasında Sosyaldemokrat Halk Partisi (SHP) bünyesinde bulunmuştur.