Bei der Wahl 2013 kandidierte Koike erneut für das Sangiin, nun aber wieder bei der landesweiten Verhältniswahl. Er erhielt 134.325 Präferenzstimmen und damit Listenplatz 1 und zog für eine dritte Amtszeit ins Sangiin ein. Im April 2016 wurde er als Nachfolger von Yoshiki Yamashita zum Generalsekretär der KPJ ernannt. 2019 wurde Koike mit 158.621 Stimmen auf Platz 1 der Liste für weitere sechs Jahre als Abgeordneter wiedergewählt.