Сиримаво начала политическую карьеру только после того, как ее муж был застрелен 26 сентября 1959 года. Она была назначена преемницей мужа на посту лидера партии. Она привела эту партию к победе на выборах в июле 1960 года, пообещав продолжить политику своего мужа. Бандаранаике стала премьер-министром 21 июля 1960 года. Она была первой в мире женщиной-премьер-министром и первой женщиной, избранной главой правительства.
Бандаранаике была социалисткой. Она продолжила политику своего мужа по национализации основных секторов экономики. Она также поставила под контроль правительства все школы, принадлежавшие Римско-католической церкви. Самым известным из ее ранних программ был закон "Только для сингалов", также начатый ее мужем, но так и не завершенный. Он включал в себя план wikt:repatriate, выслать тамильских жителей в Индию (дать им индийское гражданство и депортировать их). Он также сделал сингальский язык единственным официальным языком штата, исключив из него английский. Это было расценено как дискриминация и послужило началом протестов в защиту прав человека и воинственности тамилов.
Захват правительством иностранных предприятий, особенно нефтяных компаний, расстроил Великобританию и США, которые прекратили помощь Шри-Ланке. В результате Бандаранаике установила более тесные отношения с Китаем и Советским Союзом. В 1962 году христианские офицеры вооруженных сил предприняли неудачную попытку государственного переворота. Бандаранаике проиграла вотум доверия в 1964 году, а ее партия потерпела поражение на выборах в 1965 году. Перед тем как ее сменили, правительство Бандаранаике подписало соглашение с Индией о статусе около миллиона тамилов: 600 000 должны были получить индийское гражданство и репатриироваться, а 375 000 должны были получить гражданство Шри-Ланки.
Бандаранаике снова стала премьер-министром на выборах 1970 года. военную помощь от Индии и Пакистана.
В 1972 году была введена новая конституция. Монархия была упразднена, а королевство Содружества, известное как Цейлон, было заменено современной республикой Шри-Ланка. Президент Шри-Ланки сменил королеву Елизавету II на посту главы государства.
Во время своего второго срока Бандаранаике становилась все более нетерпимой к критике. Она заставила критически настроенные СМИ закрыться. Она также национализировала крупнейшую в стране газету Lake House. В 1976 году Бандаранаике была избрана председателем Движения неприсоединения. Несмотря на успехи во внешней политике, она очень быстро теряла поддержку населения в Шри-Ланке. Ее правительство обвиняли в коррупции, а экономика быстро приходила в упадок. Выборы должны были состояться в 1975 году, но Бандаранаике воспользовалась пунктом новой конституции, чтобы отложить их на неопределенный срок. Выборы состоялись в 1977 году, и ее партия потерпела серьезное поражение. В 1980 году Бандаранаике обвинили в злоупотреблении властью за задержку выборов. Она была вынуждена покинуть свое место в парламенте, и ей запретили занимать государственные должности в течение семи лет.
Бандаранаике оставалась лидером SLFP, несмотря на то, что проигрывала все всеобщие выборы в течение следующих десяти лет. Ее партия возглавила коалицию (Народный альянс) и выиграла всеобщие выборы в 1994 году. Дочь Бандаранаике, Чандрика, стала премьер-министром, а затем в том же году была избрана президентом. Бандаранаике снова стала премьер-министром, но конституция изменилась со времени ее последнего срока. Как премьер-министр она теперь подчинялась своей дочери, президенту. Она оставалась на посту до нескольких месяцев до своей смерти, но реальной власти у нее было мало. Она ушла в отставку 10 августа 2000 года. Ровно через два месяца она умерла в возрасте 84 лет от сердечного приступа.
