В 1990–1991 годах — заместитель, затем первый заместитель председателя Ленгорисполкома. С ноября 1991 года — председатель Госкомитета по управлению государственным имуществом, с июня 1992 года является одновременно вице-премьером.
В 1984–1987 годах Чубайс был неформальным лидером полуподпольного кружка молодых экономистов, который был создан группой выпускников ЛИЭИ. Из ныне известных людей в этот кружок в разное время входили, кроме самого Чубайса, Сергей Васильев, сейчас — руководитель Рабочего Центра экономических реформ, Петр Диен (бывший министр внешних экономических связей России), Сергей Глазьев (бывший министр внешних экономических связей России), Константин Кагаловский (полномочный представитель Правительства России но взаимодействию с международными финансовыми организациями), Алексей Улюкаев (бывший советник Правительства России по экономике). К этому времени относится и знакомство Чубайса с Егором Гайдаром. И 1986–1987 годах Чубайс бы связан также с дискуссионным клубом общественных наук при Ленинградском дворце молодежи, получившим в 1987 году название «Синтез» (Васильев, Николай Преображенский, Борис Иевин и др.).
Будучи членом КПСС, поддержал курс «Демократической платформы», созданной во многом усилиями его старшего брата Игоря Чубайса. Тем не менее заметной роли в ленинградской организации Демплатформы Анатолий Чубайс не играл и не вошел ни в созданную на основе Демплатформы Республиканскую партию, ни в другие партии, образовавшиеся в 1990–1991 годах после распада Демплатформы.
В 1990 году Филиппов, фактически руководивший избирательной кампанией ленинградских демократов (в частности, организовал избрание в Ленсовет народного депутата СССР Анатолия Собчака), неоднократно предлагал Чубайсу баллотироваться в народные депутаты России или в депутаты Ленинградского Совета, однако последний неизменно отказывался, ссылаясь на то, что чисто политическая деятельность не для него.
Чубайс был сторонником экономической политики Собчака. Активно выступал за создание свободной экономической зоны в Санкт-Петербурге с широким привлечением иностранного капитала для создания рыночной инфраструктуры, вследствие чего сильно охладились его отношения с прежними друзьями по «Перестройке», большинство из которых вскоре после избрания Собчака председателем Ленсовета, а затем мэром города оказались в оппозиции. В частности, у Чубайса возникли большие разногласия с Филипповым, который возглавил в Ленсовете борьбу против варианта свободной зоны, отстаиваемого Собчаком.
Весной 1991 года на сессии Ленсовета Собчак предложил избрать Чубайса председателем Ленгорисполкома, однако последний публично отказался от этого предложения. После избрания Собчака мэром Ленинграда Чубайс был практически отстранен от реального управления делами города и с июля 1991 отправлен в почетную отставку — главным экономическим советником мэра.
В этот период вместе с Сергеем Васильевым при покровительстве лауреата Нобелевской премии Василия Леонтьева создал международный центр социально-экономических исследований «Леонтьевский центр», в который вошли несколько научных учреждений и исследовательских коллективов Петербурга. Чубайс становится его первым президентом. При формировании «правительства реформ» в ноябре 1991 года Чубайс был назначен председателем Государственного комитета Российской Федерации по управлению государственным имуществом — министром России.
Нa зтом посту руководил разработкой Государственной программы приватизации и других нормативных актов но приватизации предприятий, осуществлял подготовку и внедрение системы именных приватизационных чеков (ваучеров), курировал деятельность подчиненных ему местных комитетов по управлению имуществом, являясь одним из важнейших министров экономического блока в правительстве.
2 июня 1992 года Чубайс Указом Президента России Ельцина назначен заместителем председателя Правительства России. За 1992 год ведомством Чубайса была разработана программа приватизации и осуществлена её техническая подготовка. Население страны получило приватизационные чеки («ваучеры» — сам Чубайс последнего термина не употребляет и утверждает, что его придумали журналисты).
Увлекается водным туризмом. Женат вторым браком (жена Мария Вишневская — экономист). Имеет сына и ночь от первого брака. Старший брат Анатолия, Игорь Чубайс, был в 1987–1990 годах одним из самых заметных московских деятелей. Игорь Чубайс всегда был радикалом (исключен из КПСС «за деятельность, направленную на раскол партии»). Он стал «отцом-основателем» Демократической платформы в КПСС.