Nas eleições de 2014, em 5 de outubro, foi eleito deputado estadual à Assembleia Legislativa do Rio Grande do Sul na 54ª legislatura (2015 — 2019) com 39.998 votos.[3] Assumiu o cargo em 1 de fevereiro de 2015, cujo mandato expirou em 1 de fevereiro de 2019.[4] Em 2018, foi reeleito para a função com 52.953 votos, sendo o parlamentar mais votado do MDB. Em 2010, havia ficado como deputado estadual suplente com 26.895 votos.[5] No primeiro mandato como deputado estadual, foi líder da bancada do PMDB. Entre 2016 e 2018 foi o líder do governo na casa, representando o Governo Sartori junto dela.[6][7][8]
Na sua atuação como parlamentar tem como principais bandeiras: o apoio ao produtor rural, a defesa da causa animal, o desenvolvimento regional e o Estado necessário.[9] Desde junho de 2019, Gabriel Souza preside a Frente Parlamentar em Defesa das Universidades.[10]
Vice-governador do Rio Grande do Sul
Foi o pré-candidato do MDB a governador do Rio Grande do Sul para as eleições estaduais de 2022. Na Convenção Estadual do MDB-RS, realizada em 31 de julho de 2022, Gabriel se inscreveu como candidato emedebista ao governo do Estado, mas a maioria dos convencionais decidiu pela coligação com o PSDB, indicando seu nome a vice-governador.[11][12]
Em entrevista como líder do Governo em 2017, Gabriel defendeu a redução do tamanho do estado, declarando que o governo de José Ivo Sartori e a bancada do PMDB defendem o "estado necessário", priorizando segurança, saúde, educação e infraestrutura, como serviços principais, em detrimento de outros, em seu dizer, "supérfluos".[15]
Em 2022, Gabriel Souza discordou da decisão de seu partido em fazer parte do Governo Lula, afirmando que deveriam ser manter independentes da gestão petista e focarem em propor alternativas ao projeto petista, visando uma candidatura presidencial em 2026.[16]
Um Só Rio Grande (PSDB/MDB/UNIÃO/PSD/PODE/Cidadania)
Vice-governador
3.687.126
Eleito
2º turno
Vida pessoal
Gabriel Souza é casado com Talise Souza e tem uma filha chamada Dora, nascida em 2017. Atualmente tem uma cadela chamada Anita, nome em homenagem à Anita Garibaldi, já possuiu dois outros cachorros nomeados em homenagem a Getúlio Vargas e Ulysses Guimarães.[17]
Mesmo com sua carreira política, Gabriel Souza ainda mantém suas atividades como médico veterinário em Tramandaí, fazendo atendimentos durante os sábados.[18]