In 1960 werd Mendès France, nadat de PSA op was gegaan in de "Parti Socialiste Unifié" (PSU, Verenigde Socialistische Partij), lid van deze partij (1961). De PSU verbond zich met SFIO en was een kleine partij van socialistische intellectuelen. Bij de parlementsverkiezingen van 1967 werd Mendès France in de Franse Nationale Vergadering gekozen voor departement Isère. Bij de parlementsverkiezingen van 1968 werd hij echter niet herkozen. Ofschoon hij zich niet echt prettig voelde binnen de PSU, bleef hij toch maar lid van deze partij. In mei 1968 betoonde hij, conform de partijlijn van de PSU, sympathie voor de studentenleiders die in opstand waren gekomen tegen de in hun ogen conservatieve Franse leiders. Mendès France, die toch al op leeftijd was, verwierf in korte tijd veel populariteit. Gaston Defferre, de socialistische presidentskandidaat maakte Mendès France tot zijn officiële kandidaat voor het premierschap wanneer hij de presidentsverkiezingen zou winnen. Defferre verkreeg bij de presidentsverkiezingen van 1969 maar 5% van de stemmen, het minste aantal stemmen dat een socialistische kandidaat in Frankrijk ooit heeft gekregen.