Etter parlamentsvalget i Bulgaria i april 2023 ble Denkov foreslått som statsminister som ledd i en koalisjonsavtale mellom de to største koalisjonene GERB-SDS og PP-DB Denkov representerer partiet PP. Avtalen gikk ut på at Denkov skulle lede regjeringen de første ni månedene, deretter skulle Marija Gabriel overta som statsminister. En bindende avtale om dette ble inngått 2. juni 2023. Fire dager senere ble Denkovs regjering godkjent i parlamentet med 132 mot 69 stemmer.