Il fonde en novembre 1944 avec Georges Bidault et d'autres le Mouvement républicain populaire (MRP). Le même mois, il est désigné membre de l'Assemblée consultative provisoire.
Francisque Gay est élu le 21 octobre 1945 député MRP de la 1re circonscription de la Seine à la Ire Assemblée nationale constituante puis réélu le 2 juin 1946 à la IIe Assemblée nationale constituante.
En novembre 1945, il est nommé ministre d'État dans le deuxième gouvernement de Charles de Gaulle aux côtés de Vincent Auriol et Maurice Thorez. En janvier 1946, il est vice-président du Conseil du gouvernement Félix Gouin. Il est à nouveau ministre d'État, dans le gouvernement de Georges Bidault, de juin à décembre 1946.