参选2005年基隆市长选举，后以17919票差距输给了许财利。陈建铭在竞选基隆市市长落败后，转而角逐台北市议员。在2006年台北市议员选举中，陈建铭在第一选区（北投、士林）以28,698票当选，选前抢救奏效，成为全国第一高票当选的议员；加上第四选区（中山、大同）的简余晏，让台联在台北市议会首次获得席次。2007年，台联路线引起争议，陈建铭表示不想辜负选民的期望，决定退党；但2008年之后，台联陆续对钱林慧君与赖幸媛做出党纪处分，清除党内亲马英九势力。2010年，在前总统李登辉与党主席黄昆辉约见后，4