备战立委党内初选。2015年4月1日，民进党公布台南市第四选举区立委初选民调，林俊宪以50.89%胜过市议员李文正的7.03%及蔡旺诠14.42%，获得民进党提名，参选2016年立委选举。2016年1月16日，林俊宪顺利以58.90%得票率击败中国国民党提名时任不分区立委的陈淑慧，当选为第九届立法委员。2018年1月9日，林俊宪被网友在批踢踢上爆料，在议场疑似以平板电脑观看电影，林俊宪于事后澄清自己在议场看的不是盗版影片，使用的是付费软体，而且会看电影是因为国民党立委在台上废话发言拖时间（但被指出