再次参选，当选为众议员，共连任四届。2018年，因前任知事翁长雄志于任内逝世，冲绳县举行县知事选举，玉城丹尼辞去众议员职务，宣布参选，并获得了立宪民主党、国民民主党、日本共产党、冲绳社会大众党等在野势力的支持。最终，玉城击败获得执政党自民党支持的前宜野湾市市长，当选为新一任冲绳县知事。