W 2015 wystartował w wyborach parlamentarnych jako lider listy wyborczej PO w okręgu chrzanowskim. Otrzymał 20 867 głosów, uzyskując tym samym mandat posła na Sejm VIII kadencji. W konsekwencji zakończył pełnienie funkcji marszałka województwa. W listopadzie 2016 przeszedł do klubu poselskiego Nowoczesnej. W grudniu 2018 przeszedł do klubu Platforma Obywatelska – Koalicja Obywatelska, zostając jego wiceprzewodniczącym. Przystąpił także ponownie do PO. W wyborach w 2019 i 2023 ponownie uzyskiwał mandat poselski, kandydując z ramienia Koalicji Obywatelskiej i otrzymując odpowiednio 18 597 głosów oraz 24 652 głosy. W grudniu 2023 powołany na wiceprzewodniczącego, a w czerwcu 2024 na przewodniczącego komisji śledczej ds. afery wizowej. W 2024 z ramienia KO bez powodzenia startował w wyborach do Parlamentu Europejskiego z okręgu nr 10.