Jako członek Izby Reprezentantów Zasiadał w Komisji ds. Sił Zbrojnych i Spraw Weteranów. 22 marca 2017 był głównym promotorem ustawy Honor Our Commitment Act, która upoważniała Departament spraw Weteranów do rozszerzenia świadczeń terapii psychologicznych dla weteranów. Ustawa weszła w życie 22 marca 2018. O’Rourke był autorem przepisu, nakazującego wojskowym poddawanie się badaniu zdrowia psychicznego przed opuszczeniem sił zbrojnych, który wszedł w życie 12 grudnia 2017 w ramach ustawy The National Defense Authorization Act o obronie narodowej.
31 marca 2017 zapowiedział zamiar ubiegania się o urząd senatora ze stanu Teksas. W związku z tym nie ubiegał się o czwartą kadencję członka Izby Reprezentantów. Jego głównym przeciwnikiem w wyborach był urzędujący senator Ted Cruz z Partii Republikańskiej. O’Rourke odmówił przyjmowania datków na kampanię od komitetów politycznych, lecz zdobył on z dotacji 80 milionów dolarów. Odwiedził on 254 hrabstw podczas swojej kampanii wyborczej. 6 listopada 2017 przegrał wybory trzema punktami procentowymi z Tedem Cruzem.