W wyborach KO zajęła 2. miejsce, uzyskując w wyborach do Sejmu 27,4% głosów, co pozwoliło na uzyskanie 134 mandatów poselskich. Do Senatu zostało wybranych 43 kandydatów KO. Mandaty uzyskali głównie przedstawiciele PO. Oprócz tego posłami zostało 8 kandydatów Nowoczesnej, 4 iPL i 3 Zielonych, a senatorem kandydat związany z Nowoczesną. Z ramienia Koalicji Obywatelskiej do parlamentu dostało się też kilkunastu kandydatów niezwiązanych z partiami. Po jednym kandydacie związanym z PO i Nowoczesną weszło także do Senatu z własnych komitetów.
W Sejmie IX kadencji i Senacie X kadencji posłowie i senatorowie wybrani z list KO powołali klub parlamentarny pod nazwą Koalicja Obywatelska – Platforma Obywatelska, Nowoczesna, Inicjatywa Polska, Zieloni. Jego przewodniczącym został Borys Budka z PO; szefem klubu senatorów został inny polityk PO Leszek Czarnobaj. Tomasz Grodzki z PO – pomimo pozostawania KO w opozycji – objął stanowisko marszałka Senatu (wybrano go także głosami senatorów Koalicji Polskiej i Lewicy oraz większości senatorów niezależnych).