Etter å ha blitt gjenvalgt i 2007 tapte derimot Karamanlis og Nea Dimokratia valget i 2009, der PASOK fikk rent flertall av mandatene i nasjonalforsamlingen. Karamanlis gikk dermed av som statsminister 6. oktober 2009 og ble avløst av Georgios Papandreou. 30. november 2009 gikk han av som partileder og ble etterfulgt av Antonis Samaras.