寺島義幸
しかし2014年に行われた第47回衆議院議員総選挙では、維新の党に移籍した前職井出に敗れ、比例復活もできず落選、羽田王国と呼ばれた長野3区を明け渡すこととなった。なお得票数では自民党の木内には勝っていたが、木内は比例で復活当選を果たすという皮肉な結果となった。
2017年に行われた第48回衆議院議員総選挙では長野3区からの出馬を予定していたが、希望の党の選挙区調整により長野4区からの出馬を余儀なくされた。投開票の結果、後藤茂之に敗れ、落選。
2018年、引退する上田市の母袋創一市長から後継指名を受け、同年2月20日、上田市長選挙に無所属で立候補した。羽田雄一郎の後援会「千曲会」も出馬を了承し、全面支援を決定したが、同年3月25日投開票の結果、落選。
2020年末に羽田雄一郎が急逝したことに伴う参議院長野選挙区補欠選挙に向けては、「千曲会」幹部からは雄一郎の弟の羽田次郎のほか、寺島を候補者として推す声も根強く存在したが、寺島は2021年1月30日に「志半ばで亡くなった雄一郎氏の遺志を継ぐのは、若い次郎氏が適任」と述べ、次郎を支援する立場を表明。同日に同会は羽田次郎を擁立する方針を決め、4月の同選挙で当選した。