Im Januar 2013 wurde Jens Petermann von den Gebietsverbänden der Partei Die Linke von Schmalkalden-Meiningen, Hildburghausen und der Stadt Suhl einstimmig erneut zum Direktkandidaten für die Bundestagswahl gewählt. Bei der Bundestagswahl am 22. September 2013 erreichte er 27,3 % der Erststimmen und damit das beste Erststimmenergebnis aller Thüringer Kandidaten der Linkspartei. Im Wahlkreis 197 unterlag er allerdings dem CDU-Kandidaten Mark Hauptmann und schied damit aus dem Bundestag aus.