1990 bis 1992 war er Abgeordneter der SDP im Parlament der SR Kroatien. Von 1993 bis 2009 gehörte er dem Gemeinderat von Rijeka an.
Von 2007 bis 2011 war er Abgeordneter des kroatischen Parlaments. Von 2008 bis 2011 war er Präsident des Nationalrates für die Überwachung der Umsetzung der Anti-Korruptions-Strategie des kroatischen Parlaments. Von 2008 bis 2011 gehörte er dem Parteivorstand der SDP an.
In dem seit Dezember 2011 amtierenden Kabinett von Zoran Milanović war er Minister für Wissenschaft, Bildung und Sport; bei einer Kabinettsumbildung im Juni 2014 wurde er durch Vedran Mornar ersetzt.[1]
Željko Jovanović ist ethnischer Serbe[2] und nahm von 1993 bis 1994 als Arzt auf kroatischer Seite am Kroatienkrieg teil.[3]
