De nouveau candidat lors des nouvelles élections organisées l'année suivante, il est élu le au sein de la 2e Assemblée nationale constituante. Il se prononce en faveur du projet de nouvelle constitution qui donne naissance à la IVe République. Il est réélu le suivant lors des premières élections législatives de la nouvelle république. La liste du MRP ne plaçant que trois élus lors des élections de 1951, Louis Orvoën perd son mandat de député.
À nouveau battu lors d'une législative partielle en 1955, il retrouve son fauteuil en 1956 à l'occasion des élections visant à élire la 3e législature de la quatrième république.
Ayant soutenu l'arrivée au pouvoir du général de Gaulle à qui il vote la confiance puis les pleins pouvoirs, il approuve également la constitution de la Ve République.
Il est réélu député lors des trois premières législatures de la cinquième république en 1958, 1962 et 1967 dans huitième circonscription du Finistère (Quimperlé - Concarneau). Il est battu lors des élections organisées à la suite des évènements de mai 1968.
En 1971, il est élu sénateur du Finistère, poste qu'il conserve jusqu'en 1980 où il ne se représente pas.
