W wyborach parlamentarnych w 2001 został ponownie wybrany do Sejmu z okręgu sieradzkiego z listy koalicji SLD-UP. W tym samym roku został wiceprzewodniczącym klubu parlamentarnego SLD. Od 2001 do listopada 2004 sprawował funkcję przewodniczącego Komisji do Spraw Kontroli Państwowej. Od maja do lipca 2004 był posłem do Parlamentu Europejskiego. W wyborach w 2005 nie ubiegał się o reelekcję. W 2009 został właścicielem spółki prowadzącej hotel w Sokolnikach.
Postępowania sądowe W 2003 utracił stanowisko przewodniczącego wojewódzkich struktur SLD po ujawnieniu afery w Wojewódzkim Funduszu Ochrony Środowiska. W maju 2004 prokurator przedstawił mu zarzut defraudacji ponad 42 milionów zł z tego funduszu, jednak nie został mu wówczas uchylony immunitet.
W listopadzie tego samego roku prokurator skierował ponowny wniosek do Sejmu o uchylenie posłowi immunitetu w związku ze sprawą płatnej protekcji i przyjęcia łapówki od Marka Dochnala w formie m.in. użyczenia luksusowego samochodu marki Mercedes-Benz klasa S o wartości prawie 300 tys. zł. 19 listopada 2004 odbyło się głosowanie w tej sprawie, w którym uwzględniono wniosek. Równolegle Andrzej Pęczak został wykluczony z partii i klubu parlamentarnego SLD oraz utracił funkcję przewodniczącego komisji sejmowej.