1988ൽ ആലപ്പുഴയിൽ വെച്ച് ചേർന്ന സംസ്ഥാനസമ്മേളനത്തിൽ കോടിയേരി പാർട്ടിയുടെ സംസ്ഥാന കമ്മിറ്റിയിലേക്ക് തെരെഞ്ഞെടുക്കപ്പെട്ടു. 1990 മുതൽ 95 വരെ സിപിഎമ്മിൻ്റെ കണ്ണൂർ ജില്ലാ സെക്രട്ടറിയായിരുന്നു. 95ൽ കൊല്ലത്ത് ചേർന്ന സംസ്ഥാനസമ്മേളനത്തിൽ അദ്ദേഹത്തെ പാർട്ടിയുടെ സംസ്ഥാനസെക്രട്ടറിയേറ്റിലേക്കും 2002ൽ കേന്ദ്രക്കമിറ്റിയിലേക്കും തിരെഞ്ഞെടുക്കപ്പെട്ടു. 2008ലാണ് കോടിയേരി ബാലകൃഷ്ണൻ പോളിറ്റ് ബ്യൂറോ അംഗമാകുന്നത്.
2001 മുതൽ 2016 വരെ തലശ്ശേരി നിയമസഭാമണ്ഡലത്തെ പ്രതിനിധീകരിച്ചു. കേരളത്തിൽ ആഭ്യന്തര, വിനോദസഞ്ചാരവകുപ്പുകളുടെ ചുമതല വഹിച്ചിട്ടുണ്ട്. 2015 ഫെബ്രുവരി 23ന് ആലപ്പുഴയിൽ നടന്ന സിപിഎമ്മിൻ്റെ 21ആം സംസ്ഥാനസമ്മേളനത്തിലാണ് കോടിയേരി ആദ്യമായി സിപിഐഎം സംസ്ഥാന സെക്രട്ടറിയായത്. 2018ൽ വീണ്ടും സംസ്ഥാനസെക്രട്ടറിയായി തെരെഞ്ഞെടുക്കപ്പെട്ടു. 2022 ഓഗസ്റ്റ് 28ന് ആരോഗ്യപരമായ കാരണങ്ങളെ തുടർന്ന് സിപിഐഎം സെക്രട്ടറി സ്ഥാനം ഒഴിയുകയായിരുന്നു.
