偷渡回台湾，并在中华民国总统府等各大重地照相，投稿党外杂志，1991年9月被逮捕，因而成名，关押于台北土城看守所；后来经由刑法一百条的修正，主张台独者不再成为叛乱罪起诉的对象，才于1992年5月出狱。
从政之路.李应元成为台湾独立建国联盟副主席。1995年，在台北县新庄、泰山（今日新北市）参选第三届立法委员当选，并于1998年连任。民进党执政后，李应元又出任驻美副代表。2002年2月，游钖堃内阁成立时，入阁担任秘书长。谢长廷组阁后，又被延揽入内阁，再次担任行政院秘书长。2002