È stato docente ordinario per la Bing Overseas Studies[4] della Stanford University di Firenze. Per quasi un decennio (nella seconda metà degli anni '80 e nella prima metà degli anni '90) è stato un esponente della Democrazia Cristiana, partito con cui inizia l'attività politica nel 1985 con l'elezione al Consiglio di Quartiere n.12 di Firenze; due anni dopo viene nominato Responsabile degli Affari Esteri all'interno del Movimento Giovanile Democristiano, permanendo in tale carica per un quadriennio (dal 1987 al 1991).
Nel 2002, quando il Partito Popolare confluisce ne La Margherita come partito, assieme a Rinnovamento Italiano di Lamberto Dini e I Democratici di Arturo Parisi, Pistelli ne diventa membro dell'esecutivo nazionale e Responsabile nazionale degli esteri e relazioni internazionali fino al 2004.[5]
Elezione al Parlamento europeo
Alle elezioni europee del 2004 viene candidato, ed eletto, al Parlamento europeo per la lista "Uniti nell'Ulivo" nella circoscrizione Italia centrale, ricevendo circa 80.000 preferenze[3]. Dopo essersi dimesso dall'incarico di deputato, a seguito dell'elezione a eurodeputato, si è iscritto al gruppo europarlamentare dei liberal democratici dell'ALDE ed è membro della Commissione Esteri, della Commissione Affari Economici e Finanziari, della Commissione Libertà Civili, Giustizia e Affari Interni e ricopre il ruolo di capodelegazione de La Margherita, vicepresidente del gruppo dell'ALDE e Presidente della Delegazione Unione europea-Sudafrica.
Nel 2009 si è candidato alle primariePD per la scelta del candidato sindaco del Comune di Firenze, ottenendo il 26,91% dei voti e arrivando secondo a Matteo Renzi con il 40,5%.[8]
Il 15 giugno 2015 annuncia l'abbandono della vita politica dimettendosi lo stesso giorno dall'incarico di viceministro degli Esteri, e quindici giorni dopo, dalla Camera dei Deputati.
Dopo la politica
Il 1º luglio 2015 diviene Senior Vice President dell'Eni, con delega alle analisi strategiche e al business development support.[9]
Il 17 aprile 2017 diventa vicepresidente esecutivo dell'Eni ed è nominato direttore delle relazioni internazionali.
È vice-presidente del cda di OME (Observatoire Mediterranéen de l’Energie) e membro della Global Commission on the Geopolitics of Energy Transformation di IRENA (International Renewable Energy Agency).
Altre attività
Ha scritto di politica internazionale per i quotidiani Europa e l'Unità e collabora con le riviste Limes e Aspenia. Ha contribuito alla redazione dell'Atlante dei Diritti Umani (Utet), curando la voce dei diritti umani nell'Unione europea e ha collaborato con vari centri studi internazionali (Policy Network e Chatham House a Londra, Center for American Progress e Brookings Institution a Washington).
In Italia è consigliere di ECFR (European Council on Foreign Relations), membro del consiglio direttivo dello IAI (Istituto Affari Internazionali) e dell'Associazione Italia-ASEAN, consigliere di amministrazione del Centro Studi Americani e dell'Italia Myanmar Business Council. Collabora nel comitato scientifico di EastWest e nel comitato editoriale di WE, World of Energy. Nel luglio 2018 viene eletto membro del Council di Chatham House. Dal 2008 al 2011 è stato vicepresidente della Fondazione Italia USA.
Opere
Lapo Pistelli; Franco Monaco, Luigi Pizzolato. Giorgio La Pira: speranza e profezia cristiana nel 20º anniversario della morte, In Dialogo, 1998. ISBN 88-8123-111-5
^ab Mario Lancisi, Lapo Pistelli è l'unico toscano, in Il Tirreno, 05 novembre 2007, p. 2. URL consultato l'11 agosto 2012 (archiviato dall'url originale il 23 gennaio 2012).
^abcdLapo Pistelli - chi sono, su Sito Ufficiale Partito Democratico. URL consultato il 2 novembre 2009 (archiviato dall'url originale il 7 maggio 2009).