Aux élections législatives de 2012, il est réélu député de la première circonscription du Loiret avec un résultat de 51,8 % face à Jean-Philippe Grand (candidat EELV-PS). Il est nommé à nouveau à la commission des finances et co-préside la MEC.
Elu en 2001 aux côtés de Serge Grouard, il en devient le bras droit en occupant le poste de 1er adjoint chargé de l'urbanisme et du logement ainsi que vice-président de la communauté d'Agglomération. Il pilote de nombreuses opérations d'urbanisme qui ont profondément changé la ville d'Orléans : centre historique de la ville d'Orléans, quartiers populaires de La Source et de l'Argonne, développement de plusieurs zones d'aménagements concertées, etc. Réélu deux fois, il occupera ces postes sans discontinuer jusqu'en 2015 où il devient Maire d'Orléans, en remplacement de Serge Grouard, atteint par une maladie subite à l'été 2015 et désireux de se consacrer à ses mandats nationaux.
Pour respecter la loi sur le cumul des mandats, il renonce à se présenter aux élections législatives de 2017[4] et choisit de rester maire d'Orléans. Cela le conduit à proposer de modifier son indemnité de maire qui était de 900€/mois à 4000 €/mois, ce qui crée une polémique[5]. Son revenu est alors au global de 8 000 € mensuels[6] lorsqu'il devient président de la métropole soit le même montant que lorsqu'il était député-maire.
Il quitte Les Républicains en , le jour où son mandat de député s'achève, accusant « le manque de lucidité de nos équipes dirigeantes, trop tournées sur elles-mêmes, confinées sur une vision étroite » du parti[7]. Il est membre de « La France audacieuse », le mouvement lancé par Christian Estrosi, au sein duquel il est délégué national sur la fiscalité locale et l'autonomie des communes[8]. Il est également proche du Premier ministre Édouard Philippe[9] qu'il invitera à présider les fêtes de Jeanne d'Arc 2018.
En 2020, il est candidat pour La République en marche, le parti présidentiel, aux élections municipales à Orléans. Sa liste n’est pas exclusive à LREM, elle se réclame de rassemblement et intègre une majorité des élus sortants (élus en 2014, liste Grouard) dont certains anciens responsables LR. Il fait notamment face à Serge Grouard, qui se représente sous l'étiquette des Républicains[10]. Sa liste arrive troisième à l’issue d’une triangulaire fratricide au second tour. Dès les résultats connus, il annonce sa démission pour le lendemain de son mandat de maire et son intention de ne pas siéger comme conseiller municipal d'opposition sous la nouvelle mandature[11].
Détail des mandats et fonctions
25mars 2001 : 1er adjoint au maire d'Orléans (Loiret) chargé de l'urbanisme et du logement, vice-président de la communauté d'agglomération Orléans-Val de Loire chargé de la cohésion sociale et du logement.
23mars 2014 : 1er adjoint au maire d'Orléans (Loiret), chargé de l'économie, de la recherche et de l'emploi, premier vice-président de la communauté d'agglomération Orléans-Val de Loire, chargé de la croissance économique et du numérique.
28juin 2015 : élu maire d'Orléans, lors d'un conseil municipal extraordinaire convoqué à la suite de la démission de Serge Grouard, pour des raisons de santé.
↑« Polémique à Orléans : Olivier Carré multiplie son indemnité de maire par 4 - France 3 Centre-Val de Loire », France 3 Centre-Val de Loire, (lire en ligne, consulté le )
↑« Orléans. Le maire LR multiplie son indemnité… par quatre », Ouest-France.fr, (lire en ligne)
↑Maude Milekovic, « Politique - Le maire d'Orléans Olivier Carré quitte Les Républicains », La République du Centre, (lire en ligne, consulté le ).
↑Sarah BOURLETIAS, « Municipales - Battu, Olivier Carré démissionne et met fin à ses fonctions de maire d'Orléans dès ce lundi 29 juin », La République du Centre, (lire en ligne, consulté le ).
↑Florent Buisson, « Emmanuel Macron remet la Légion d'honneur au maire d'Orléans Olivier Carré, ce mardi à l'Elysée », La République du Centre, (lire en ligne)