M^e Cauchon s’est joint à Gowling Lafleur Henderson en tant qu’associé en février 2004. Il est le chef national du groupe Relations avec la Chine du cabinet.

Martin Cauchon a été élu député à la Chambre des communes pour la première fois en octobre 1993, dans la circonscription fédérale d’Outremont, au Québec. Tout au long de son éminente carrière politique, M^e Cauchon a occupé diverses fonctions d’importance au sein du gouvernement fédéral, dont secrétaire d'État (Agence de développement économique du Canada pour les régions du Québec) de janvier 1996 à janvier 2002, ministre du Revenu national d’août 1999 à janvier 2002 et ministre de la Justice et procureur général du Canada de janvier 2002 à décembre 2003; au cours de la même période, il était également ministre responsable du Québec.

Parallèlement à ses fonctions ministérielles, M^e Cauchon a siégé à de nombreux comités du Cabinet, soit le Comité sur l’union économique, le Comité sur l’union sociale et le Comité spécial du Conseil dont il assurait la vice-présidence. M^e Cauchon a également siégé au Comité ministériel spécial sur la sécurité publique et l’antiterrorisme. Il a été vice-président du Comité permanent des comptes publics en 1994, en plus d’occuper la présidence de l’Association interparlementaire Canada-France de 1994 à 1995. En outre, il a assumé la présidence de l’aile québécoise du Parti libéral du Canada, de 1993 à 1995.

À titre de secrétaire d'État (Agence de développement économique du Canada pour les régions du Québec), M^e Cauchon a consacré une grande partie de ses activités auprès des petites et moyennes entreprises (PME) et des différents acteurs du développement économique de la province de Québec, afin de les aider à faire face aux défis posés par l’économie du savoir et la mondialisation des marchés.

En tant que ministre du Revenu national, M^e Cauchon était aussi responsable des douanes du Canada. M^e Cauchon a contribué à la transformation du ministère du Revenu en Agence des douanes et du revenu du Canada, en a amélioré la gestion des crédits d’impôts pour la recherche et le développement, et a déposé une loi proposant la modernisation des douanes canadiennes. Cette loi a ainsi permis la simplification du processus de gestion des douanes, tout en assurant une évaluation et une gestion plus efficaces du risque, dans une société où le nombre d’individus et de produits qui traversent les frontières, plus particulièrement entre le Canada et les États-Unis, augmente sans cesse.

Lorsqu’il était ministre de la Justice et procureur général du Canada, M^e Cauchon s’est investi grandement dans les causes touchant les enjeux des droits de l’homme. En plus, il a déposé un projet de loi proposant la modernisation de la loi sur la responsabilité pénale des sociétés et s’est attaqué au problème de la fraude dans les marchés financiers.

Avant de se lancer en politique, M^e Cauchon a pratiqué le droit dans le domaine du litige civil et commercial de 1985 à 1993. Il siège au conseil d’administration de Prestige Telecom ltée depuis 2007.