W 2015 opuścił SDPL i w wyborach w tym samym roku z powodzeniem ubiegał się o reelekcję, poparły go 124 264 osoby (konkurował jedynie z kandydatem PiS). Ponownie przystąpił do KSN, a wskutek jego rozpadu w połowie czerwca 2016 został senatorem niezrzeszonym.
Jako pierwszy w felietonie dla tygodnika „Polityka” przedstawił pomysł wystawienia przez partie opozycyjne w wyborach do Senatu w 2019 po jednym wspólnym kandydacie we wszystkich okręgach, aby zwiększyć szanse na pokonanie PiS; strategia ta doczekała się realizacji jako pakt senacki. Marek Borowski wstąpił do PO, został kandydatem Koalicji Obywatelskiej do wyższej izby polskiego parlamentu w wyborach w 2019. Uzyskał senacką reelekcję, otrzymując 153 994 głosy. W wyborach w 2023 został wybrany do Senatu XI kadencji, zdobywając 178 104 głosy. W 2025, w wyniku przekształcenia PO, został działaczem partii KO.