W grudniu 2014 zadeklarował start w wyborach prezydenckich w 2015 jako kandydat Twojego Ruchu. 11 lutego 2015 został zarejestrowany jego komitet wyborczy. W marcu 2015 poinformował o rozwiązaniu klubu poselskiego Twojego Ruchu i powołaniu na jego miejsce koła poselskiego Ruch Palikota. W przeprowadzonych 10 maja 2015 wyborach zajął siódme miejsce wśród 11 kandydatów, zdobywając 211 242 głosy, co stanowiło 1,42% głosów ważnych.. Przed drugą turą głosowania nie poparł żadnego kandydata.
Na kongresie TR 20 czerwca tego samego roku ponownie został wybrany na przewodniczącego partii, przy czym w wyniku zmiany statutu objął parytetowe przewodnictwo wraz z Barbarą Nowacką (która niespełna dwa lata później odeszła z ugrupowania). 11 września 2015 zrzekł się mandatu poselskiego., umożliwiając jego objęcie przez Andrzeja Dołeckiego. W wyborach parlamentarnych z 25 października 2015 ponownie kandydował do Sejmu jako lider lubelskiej listy wyborczej Zjednoczonej Lewicy, nie uzyskując mandatu. W grudniu 2017 zadeklarował zakończenie działalności politycznej.