连任嘉义县县长当选。在县长任内曾推动包含故宫南院、长庚医院嘉义分院、台湾高速铁路嘉义车站设站等众多重大建设。而其在民进党党内对中国事务的见解属于改革开放派。2008年，在主席蔡英文访问美国期间被委任代理党主席一职。2010年，因张花冠参选嘉义县长选举辞去立委，陈明文参加嘉义县山区立法委员补选，并以近六成八的选票当选。2012年，在2012年中华民国立法委员选举中当选嘉义县第二选举区立法委员。2016年，在2016年中华民国立法委员选举以65%得票率连任，其后陈明文有意参选立法院长选举，经