Njegov politički put započinje početkom 2011. godine kada kao student postaje sudionik prosvjeda protiv Vlade HDZ-a te opće nepravde, nereda i korupcije u zemlji u vrijeme najgore krizne politike mjera štednje, a nekoliko mjeseci kasnije i jedan od prvih članova tadašnje političke stranke Savez za promjene. Osim političkog djelovanja Sinčić se bavio uzgojem batata u svojem rodnom gradu Karlovcu.
U aktivizmu i politici izrazito je aktivan nastojeći spriječiti deložacije građana koje banke, pravosuđe i država zbog nepravednih lihvarskih dugova izbacuju na ulicu te krajem 2012. postaje dopredsjednik Udruge za zaštitu i pomoć žrtvama deložacijama „Stop deložacijama“.
U ljeto 2014. godine s kolegama mijenja ime postojeće stranke i organizira stranku Živi zid. Ivan je osim na deložacijama sa aktivistima Živog zida organizirao je i prisustvovao mnogim prosvjedima, od kojih su najznačajniji oni protiv koruptivnog upravljanja INA-om, HEP-om, HRT-om.
Iste se te 2014. godine kao kandidat na predsjedničkim izborima istaknuo se na političkoj sceni svojim jedinstvenim programom koji se temeljio na zahtjevima za poništenjem pretvorbe i privatizacije, izmjeni Ovršnog zakona, trenutačnoj obustavi svih deložacija, te povratku monetarnog suvereniteta Hrvatske. Sa 16,52 % glasova zauzima treće mjesto i što se smatra velikim uspjehom Živog zida koji iz ničega postaje prepoznatljiv i masovan politički pokret.
2015. godine na izborima za Hrvatski sabor Živi zid dobiva jedan mandat koji pripada Ivanu Viliboru Sinčiću koji time postaje najmlađi saborski zastupnik. Godinu dana kasnije na ponovljenim izborima za Hrvatski sabor koalicija predvođena strankom Živi zid dobiva 8 mandata među kojima je i drugi puta izabrani Ivan Vilibor Sinčić. Tokom trajanja zastupničkog mandata Sinčić je dvije godine bio predsjednik Odbora za ravnopravnost spolova , osam mjeseci predsjednik Odbora za zaštitu okoliša i prirode, a tijekom cijelog mandata član Odbora za poljoprivredu.
Također je tijekom 2017. godine bio predsjednik Istražnog povjerenstva za rezultate upravljanja i raspolaganja financijskim i drugim resursima Imunološkog zavoda gdje je, odradivši najveći dio posla Povjerenstva, istražio brojne nezakonitosti i nepravilnosti, ali i ponudio rješenja za tu slavnu hrvatsku tvrtku svjetskog glasa i stoljetne tradicije.
Kao zastupnik u Hrvatskom saboru borio se za generacijske političke promjene, protiv ovrha, deložacija, dužničkog ropstva, protiv nametanja genetski modificirane hrane te se zalagao za monetarni suverenitet, razvoj poljoprivrede, zaštitu malih proizvođača nasuprot podobnih velikih korporacija, za prava zviždača, proizvođača, dužnika u švicarskim francima, ali i zaštitu prirode i životinja.
Tijekom mandata primio je velik broj građana te je uvijek nastojao riješiti njihove probleme u potpunosti ili do najveće moguće razine. Upravo potaknut problemima građana napisao je na stotine zastupničkih pitanja prema Vladi, ministarstvima, državnim institucijama te je podnio na stotine dopisa, prijava i kaznenih prijava protiv korumpiranih političara, sudaca i drugih dužnosnika i službenika te brojnih trgovačkih društava i institucija.
Sinčić je, u aktivističkom duhu, obilazio cijelu Hrvatsku kako bi na terenu spoznao uvjete u kojima njegovi sugrađani žive te kako bi u potpunosti shvatio njihove probleme i traženja.
Stavio je u proceduru na desetine prijedloga zakona, a neki od njih su: Zakon o elektroničkom glasovanju, Zakon o ispitivanju podrijetla imovine, Ovršni zakon, Zakon o zaštiti prijavitelja nepravilnosti/zvižđača, Zakon o sprječavanju sukoba interesa, Zakon o fondu za pomoć žrtvama potresa u Zagrebu, Zakon o gospodarskoj komori, Zakon o zaštiti od neionizirajućeg zračenja, zakona koji se tiču legalacije konoplje i brojnih drugih.
Svojim radom u javnosti i Hrvatskom saboru pokretao je javne rasprave o brojnim temama u društvu, poput ovrha, deložacija, kreditnog sustava i neotplativnosti dugova, korupcije, a koje su prije toga bile na marginama ili nisu ni postojale te je time utjecao na razvoj svijesti i težnje za generacijskim političkim promjenama kod hrvatskih građana.
Na izborima za Europski parlament 2019. godine Sinčić osvaja najveći broj glasova i samim time postaje europarlamentarni zastupnik.
U Europskom parlamentu postao je članom Odbora za zaštitu okoliša, javno zdravlje i sigurnost hrane i Delegacije za Indiju te zamjenski član Odbora za poljoprivredu i ruralni razvoj, Odbora za industriju, istraživanje i energetiku te Delegacije za Rusiju.
U Europskom parlamentu ima kontinuitet tema iz nacionalne politike te određene nove europske teme koje je komunicirao u predizbornoj kampanji poput zajedničke borbe protiv korupcije, zalaganje za ekološku poljoprivredu, zaštitu okoliša i oceana te izgradnju svjetskog mira.
