届立法委员，于连任两届后在2004年转职行政院任政务委员兼发言人。2005年，他曾于谢长廷转任行政院院长后，代理高雄市市长一职。其后，他于2007年再度回中央工作，任总统府副秘书长，于2008年政党轮替后改任民进党副秘书长。2012年，他获民进党列入全国不分区名单之中，以政党代表身份再度成为立法委员，并于2016年时连任不分区立委一职。2018年3月，陈其迈在民进党高雄市市长初选民调中胜出，获民进党提名为高雄市长候选人，同年11月辞去立法委员职务投入选战，但最终败于中国国民党候选人、前台北农产运销公司总