民党、亲民党「国亲合」的大环境下，高思博于2004年立法委员选举时披亲民党的战袍出马角逐立委，并以新人之姿在台南市选区以第四高票当选；在2006年亲民党出走潮中，转而加入与其理念较为一致的国民党。而获商业週刊及澄社评鑑为优秀立委的高思博于2008年参选立委选举时，在台南市第二选举区与当时挑战四连霸的民主进步党立委赖清德展开激烈的竞争；开票结果显示，高思博于东区获胜，但在南区及安平区则输给赖清德，最终高思博以五千余票的小幅差距饮恨败选。2008年5月20日，高思博出任马英九政府刘兆玄内阁的政务委员兼任蒙藏