加初选的时任立委蔡正元坚持参选到底，台北市党部史无前例的初选后再次举办初选，李彦秀落泪表示「哪有按照游戏规则，通过民调的参选人，还要被通知要再补考的？」。然而在第二次民调，李彦秀以49.69%小输给蔡正元的50.31%，再次未能获得提名2016年中华民国立法委员选举，李彦秀参加中国国民党（内湖区、南港区）的党内初选，以32.12%的支持率击败阙枚莎（27.15%）、吴世正（22.69%）、邱毅（18.05%）。不过此区被中国国民党选策会列为策略协调选区，党部倾向礼让亲民党提名的黄珊珊，直到民进党确定礼让