Kandydował następnie w wyborach prezydenckich 2017, zajmując w pierwszej turze głosowania czwarte miejsce z wynikiem 19,58% głosów.
W wyborach parlamentarnych w tym samym roku został wybrany do Zgromadzenia Narodowego XV kadencji, odchodząc w konsekwencji z PE. W 2022 Jean-Luc Mélenchon kolejny raz ubiegał się o wybór na prezydenta, w pierwszej turze otrzymał wówczas 21,95% głosów, zajmując 3. miejsce. Przed drugą turą zaapelował, by nie głosować na Marine Le Pen, konkurującą z ubiegającym się o reelekcję Emmanuelem Macronem.
W 2026 ogłosił, że będzie kandydował na prezydenta również w wyborach w 2027.
Poglądy W kampaniach prezydenckich w 2012 i w 2017 postulował wprowadzenie stawki podatkowej w wysokości 100% dla dochodów powyżej określonej wysokiej kwoty (470 tys. euro rocznie w 2012). Wszystkie dochody powyżej tej kwoty miałyby być tytułem opodatkowania przejmowane przez państwo. Postulował także podwyższenie pensji minimalnej o 20% do 2200 euro, skrócenie tygodnia pracy do 32 godzin i obniżenie wieku emerytalnego do 60 lat.