מייסדי מדרשיית עמליה ומנהל הפנימיה (1976-1969). ייסד וניהל את היחידה להתנדבות במשרד העבודה והרווחה (1978-1976). ניהל את לישכת שר החינוך והתרבות (1983-1979). ניהל את אגף כוח אדם בהוראה במשרד החינוך והתרבות (1986-1983). כיהן בתפקיד מנכ"ל משרד הדתות (1990-1986), מנכ"ל משרד החינוך והתרבות (1992-1990) ויו"ר המרכז לחינוך דתי (1995-1993). ב-1995 נבחר למזכ"ל המפלגה הדתית לאומית - המפד"ל.
במהלך השנים מילא אורלב תפקידים ציבוריים רבים, בהם: חבר הוועדה המייעצת לנשיא המדינה לתואר אות הנשיא למתנדב (1979-1978), דירקטור במועצת המנהלים של החברה למתנ"סים (1983-1980), חבר המועצה לביקורת סרטים ומחזות (1994-1984), יו"ר הקרן למורשת הכותל המערבי (1990-1987), חבר המועצה והמינהלה של הרשות לפיתוח ירושלים (1990-1988), חבר בוועדת השירות שליד נציבות שירות המדינה (1992-1988), יו"ר
המרכז לפיתוח המקומות הקדושים (1990-1989), חבר המועצה לשיפור שירות הציבור שליד נציבות שירות המדינה (1992-1989), מ"מ יו"ר מועצת רשות העתיקות (1992-1990), חבר הנהלת היכל שלמה ובית הכנסת הגדול (1998-1992), יו"ר מכון ארץ-חפץ ללימודי ארץ ישראל במכללת אורות (1998-1992), חבר מליאת ההנהלה הארצית של בני עקיבא (1998-1993), יו"ר המרכז החינוכי רמות שפירא בית מאיר (1997), ציר ויו"ר משלחת ישראל של המפד"ל לקונגרס הציוני העולמי הל"ג (1997), יו"ר קרן ילדנו - מרכזי תקוותנו - רשת של 13 מרכזים קהילתיים (1998), חבר מועצת החברה להגנת הטבע (1998).
נבחר במאי 1999 לכנסת ה-15 ברשימת המפד"ל. כיהן בתפקיד יו"ר ועדת החינוך והתרבות של הכנסת. היה יו"ר ועדת החינוך, התרבות והספורט. שימש חבר בוועדות הבאות: חבר בוועדת הכנסת; חבר בוועדה לענייני ביקורת המדינה; חבר בוועדה לפניות הציבור; חבר בוועדת חקירה פרלמנטרית בנושא האלימות בספורט; חבר בוועדת החקירה הפרלמנטרית בנושא משק המים; חבר בוועדה מיוחדת לנושא הנשירה מבתי הספר.
ביום 28.1.03 נבחר לכנסת ה-16 ברשימת המפד"ל. ביום 27.2.03 הוכרז כמועמד לכהונת שר העבודה והרווחה מטעם המפד"ל. היה חבר בוועדה לענייני ביקורת המדינה.
ביום 09.11.04 הגיש את התפטרותו בעקבות אישור תוכנית ההינתקות בכנסת. ההתפטרות נכנסה לתוקף ביום 11.11.04.
נבחר לכנסת ה-17 ביום 17.4.06, מטעם סיעת המפד"ל. משמש יו"ר ועדת המדע והטכנולוגיה, יו"ר הוועדה לענייני ביקורת המדינה, חבר בוועדת החינוך, התרבות והספורט, חבר בוועדת הכספים.
ביום 24.2.2009 נבחר לכנסת ה-18 מטעם סיעת הבית היהודי. בבחירות עצמן הוצב אורלב כמספר 2 ברשימת הבית היהודי והרשימה זכתה בשלושה מנדטים. הסיעה חברה לקואליציה בראשותו של בנימין נתניהו ולפי ההסכמים הקואליציוניים אורלב שימש בכנסת כיו"ר ועדת החינוך, התרבות והספורט עד נובמבר 2010, ולאחר מכן, עד יוני 2012, כיו"ר הוועדה לזכויות הילד.
לקראת הבחירות לכנסת ה-19 התמודד על ראשות הבית היהודי מול נפתלי בנט. בבחירות שנערכו ב-6 בנובמבר נוצח בהפרש ניכר, ובעקבות זאת הודיע על פרישתו מהחיים הפוליטיים.
לאחר פרישתו מהחיים הפוליטיים, במאי 2017 התמנה אורלב ליו"ר עמותת דעת, הפועלת בתחום החינוך המקצועי במגזר הדתי-לאומי. אורלב כיהן מ-2014 כסגן יו"ר הוועד המנהל של המרכז האקדמי שערי מדע ומשפט בהוד השרון, ובשנת 2021 התמנה ליו"ר העמותה של המרכז.