Bei der Bundestagswahl am 22. September 2013 kandidierte Thorsten Hoffmann im Wahlkreis Dortmund I (142) um ein Direktmandat. Er erhielt mit 30,7 Prozent der Stimmen das bisher beste Ergebnis eines CDU-Kandidaten in diesem Wahlkreis. Nach dem Ausscheiden von Ronald Pofalla aus dem Parlament zum 31. Dezember 2014 rückte Hoffmann zum 1. Januar 2015 über die nordrhein-westfälische Landesliste der CDU in den Bundestag nach. Bei der Bundestagswahl 2017 verfehlte Hoffmann, der nur einen der hinteren Plätze auf der Landesliste der CDU belegte, die Direktwahl mit 28,6 Prozent der Erststimmen und schied aus dem Bundestag aus.