Jefe de Servicio de Programas Educativos Internacionales
En 2009 es nombrado jefe de Servicio de Programas Educativos Internacionales de la Dirección General de Participación e Innovación Educativa de la Consejería de Educación de la Junta de Andalucía, con sede en Sevilla.
En las elecciones generales de 2011 fue candidato a senador en la candidatura de IULV-CA por la provincia de Huelva.
Director general de administración local
En junio de 2012, tras el acuerdo de gobierno en Andalucía entre el PSOE en Andalucía e IULV-CA, es nombrado director general de Administración Local de la Consejería de Administración Local y Relaciones Institucionales de la Junta de Andalucía.
Durante el ejercicio de sus funciones, se debatió el Anteproyecto de Ley de Racionalización y Sostenibilidad de la Administración Local, elaborado por el Gobierno central. Antonio Maíllo se posicionó contrario a la misma porque consideraba que el texto legislativo supondría la desaparición de servicios sociales, despidos de trabajadores públicos y la privatización de todos los servicios públicos.
Además, desde la Consejería destacan el trabajo realizado por Antonio Maíllo con los alcaldes de los municipios andaluces, habiendo visitado el primer año en su cargo 78 municipios de todo color político.
Coordinador de IULV-CA y candidato a presidencia de la Junta de Andalucía
En el Consejo Andaluz de IULV-CA celebrado el 7 de junio de 2013, es propuesto como candidato a coordinador de la organización de izquierdas, propuesta a debatir en su XIX Asamblea andaluza.
Al cargo accede con el mayor respaldo de la historia de la organización (83 %) el 16 de junio de 2013.
En julio de 2014, IULV-CA celebró elecciones primarias para la elección del candidato a la Presidencia de la Junta de Andalucía, participando más de 10 000 afiliados y simpatizantes de la federación. Antonio Maíllo resultó elegido al obtener el 88,39 % de los votos.
X Legislatura del Parlamento de Andalucía
Antonio Maíllo es elegido diputado por la circunscripción de Sevilla tras las elecciones al Parlamento de Andalucía celebradas el 22 de marzo de 2015. En este órgano, fue portavoz del Grupo Parlamentario de IULV-CA y en las Comisiones de Presidencia y Administración Local, de Educación, de Desarrollo Estatutario y en la Consultiva de Nombramientos, Relaciones con el DPA y Peticiones.
En diciembre de 2015, comenzando la campaña de las elecciones generales de 2015, fue ingresado de urgencia por una hemorragia digestiva. Tras más de tres meses alejado de la vida política activa, y después de una intervención quirúrgica, reapareció el 11 de marzo de 2016 en una entrevista en Canal Sur, anunciando que había padecido cáncer y que comenzaría un tratamiento de quimioterapia.
El 17 de marzo retomó su actividad parlamentaria participando en una sesión de control al gobierno, siendo recibido con emoción por el conjunto de diputados.
Procesos de confluencia en Andalucía
El 26 de mayo de 2018, IULV-CA y Podemos Andalucía hacían público su acuerdo de confluencia para concurrir conjuntamente a las elecciones autonómicas andaluzas y con el que las dos formaciones se comprometieron a que existiría una dirección conjunta con igual peso de ambas y a la celebración de primarias conjuntas. Posteriormente, diversas organizaciones andalucistas, como Izquierda Andalucista y Primavera Andaluza, se integraron en este proceso, contribuyendo a ensanchar su base política y social. Finalmente la coalición electoral se llamó Adelante Andalucía.
Tras las primarias, Antonio Maíllo y Teresa Rodríguez conformaron un tándem como candidatos a la Presidencia y a la Vicepresidencia de la Junta de Andalucía en las elecciones autonómicas de 2018 bajo la marca Adelante Andalucía, que obtuvo finalmente 17 escaños en el Parlamento de Andalucía.
En la XI Legislatura del Parlamento de Andalucía, Antonio Maíllo ejerció como portavoz del grupo parlamentario.
Dimisión y vuelta a la docencia
El 16 de junio de 2019, justo cuando cumplía seis años al frente de IULV-CA, anunció su dimisión como coordinador general y diputado autonómico, así como su vuelta a la docencia, desarrollando su labor docente en el IES San Blas de Aracena, donde se dedicó en exclusiva a la actividad docente directa de latín y griego clásico. En 2022 se traslada al IES Martínez Montañés de Sevilla. En ambos centros, destacó su labor como responsable de la biblioteca, donde la comunidad educativa le reconoció su aportación por su proyecto de estímulo e incorporación exitosa de un gran número de alumnos al hábito de la lectura.[cita requerida]
Coordinador federal de Izquierda Unida (desde 2024)
En noviembre de 2023 Alberto Garzón anunció su dimisión como coordinador federal de Izquierda Unida, abriéndose un proceso interno de elección del nuevo coordinador convocado para mayo de 2024, en la XIII Asamblea Federal de IU. La lista que encabezó Antonio Maíllo obtuvo el 53,4 % de los votos de la militancia y, con un 78 % de los votos de la Coordinadora Federal, se convirtió en el sexto coordinador federal de Izquierda Unida. Con una voluntad unitaria, inició un proceso de integración de las otras tres candidaturas en su dirección.
Al mes siguiente de resultar elegido, Izquierda Unida, integrada en la coalición Sumar, se quedó fuera del Parlamento Europeo por primera vez en su historia. Maíllo fue crítico con Sumar y pidió un cambio en su estructura.
Como coordinador federal, Antonio Maíllo ha destacado por desplegar una presencia constante en todo el territorio, visitando todas las comunidades autónomas del Estado y estableciendo una estrategia de fortalecimiento de IU en el marco de la campaña Convocatoria por la Democracia. Se ha distinguido también por su defensa del Gobierno de coalición frente al auge del autoritarismo y la extrema derecha, y su apuesta por las propuestas de frente amplio y de candidaturas unitarias como procesos vinculados a la sociedad y sustentadas por métodos democráticos entre organizaciones aliadas.
En una entrevista concedida a elDiario.es en septiembre de 2025, Maíllo planteó una
renuncia colectiva de los liderazgos de la izquierda para facilitar una candidatura
unitaria frente a PP y Vox —«si hace falta que nos vayamos todos y que vengan otros»— y
defendió que fuera el propio espacio quien decidiera de forma amplia y democrática quién
debía encabezarlo.
Candidatura a la Junta de Andalucía en 2026
En octubre de 2025 la militancia de Izquierda Unida en Andalucía ratificó con el 91 %
de los apoyos a Ernesto Alba, secretario general del Partido Comunista de Andalucía,
como candidato de la formación a la Presidencia de
la Junta. El 20 de noviembre la mesa de
partidos de la coalición Por Andalucía acordó proponer a Maíllo como cabeza de cartel,
a instancias de los tres candidatos ya proclamados por cada formación: el propio Alba,
Esperanza Gómez (Movimiento Sumar) y José Antonio Jiménez (Iniciativa del Pueblo
Andaluz). Diversos medios
calificaron la decisión de inesperada, al haberse celebrado ya las primarias
internas. Podemos, que finalmente concurrió dentro de
la coalición, criticó públicamente la designación. Maíllo mantuvo la
coordinación federal de IU y su candidatura se presentó oficialmente en Sevilla el 13 de
febrero de 2026.
En las elecciones al Parlamento de
Andalucía del 17 de mayo de 2026, Por Andalucía obtuvo 263 615 votos (6,3 %) y cinco
escaños, los mismos que en 2022, tras perder unos 20 000 votos y 1,4 puntos porcentuales
respecto a aquellos comicios. La coalición pasó de cuarta a quinta fuerza del Parlamento,
superada por Adelante Andalucía, que alcanzó ocho diputados. Cuatro de los cinco
escaños correspondieron a IU, que se convirtió así en el partido mayoritario de la
coalición. La noche electoral Maíllo declaró que el resultado «no cumple con nuestras
expectativas de crecimiento» ni con el objetivo de desalojar a Juanma
Moreno de la Junta. El 31 de mayo se reunió con
la coordinadora andaluza de IU para analizar los resultados.