，立即投入民进党第五选区立委初选，但败给王定宇，2016年总统选举由民进党蔡英文当选总统。因郭国文有过去在劳阵与全产总的经历，转担任劳动部政务次长，这也是台湾民主史上第一位地方议员身份就入阁之政治人物。但郭国文担任劳动部政务次长仅年余，即请辞回台南担任黄伟哲竞选台南市长发言人一职与随后的立委补选活动。
立法委员.新科立委郭国文提出设立南科三期基地是上任后的首要任务。2019年3月25日郭国文于立法院要求尽速设立南科台南园区三期，请中央提出具体规划。
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