Leirstein har siden 1991 hatt flere kommunale og fylkeskommunale verv. Han var varaordfører i Moss 1999–2003, formann i Fremskrittspartiets Ungdom 1994–1995 og var medlem av sentralstyret i Fremskrittspartiet 2003–2011.
Den 12. januar 2018 trakk Leirstein seg som parlamentarisk nestleder og justispolitisk talsmann i FrP etter beskyldninger om seksuell trakassering.[5][6][7]
Den 26. april 2019 meldte Leirstein seg ut av Fremskrittspartiet.[8] Han satt på Stortinget som uavhengig representant resten av stortingsperioden.