建仁在2012年总统大选期间与87位科学家连署替蔡英文背书宇昌案，遭国民党质疑。2014年9月，参与国民健康署肝癌防治宣导片。2015年11月16日，陈建仁宣布请辞中央研究院特聘研究员兼副院长职务，并宣布与民主进步党总统候选人蔡英文搭档参选中华民国第14届总统选举。2016年1月16日，与蔡英文当选为中华民国第14任正副总统，同年5月20日正式就任。6月3日，接见联合国非政府组织公共资讯部门（UN NGO/DPI）执委会主席纳兹（Bruce Knotts）。8月出访多明尼加，参加总统梅迪纳就职典礼。