22 Temmuz 2007'deki genel seçimlerde de aynı seçim bölgesinden milletvekili seçilerek görevini sürdürürken, partisi bu bölgede oyların %25,36'sını aldı.[3] CHP bu seçimde oylarını %0,89 artırarak oyların %20,87 aldı ve Adalet ve Kalkınma Partisi lideri Recep Tayyip Erdoğan'ın başbakanlık yaptığı hükûmet karşısında ana muhalefet konumunu korudu.[4] Kılıçdaroğlu aynı yıl CHP TBMM grup başkanvekili oldu ve Mayıs 2010'a kadar bu görevini devam ettirdi.[5]
Mayıs 2010'da CHP genel başkanı Deniz Baykal'ın istifasından sonra yapılan kurultayda genel başkan seçildi.[7]12 Haziran 2011'de yapılan genel seçimlerde oyların %25,98'ini alan parti, önceki genel seçimlere göre oy oranını %5,11 artırdı ve Recep Tayyip Erdoğan'ın başbakanlığında kurulan üçüncü hükûmette ana muhalefet partisi konumunu korudu.[8] Kılıçdaroğlu ise İstanbul 2. bölge milletvekili seçildi ve partisi bu seçim bölgesinde oyların %29,39'unu aldı.[3]
Kılıçdaroğlu'nun İzmir 2. bölge milletvekili seçildiği 7 Haziran 2015'teki genel seçimlerinde, CHP'nin oy oranı bir önceki genel seçime göre %1,03 azalarak %24,95 oldu.[9][10] Seçimde birinci olan Adalet ve Kalkınma Partisi ise oyların %40,87'sini almıştı. Seçim sonuçlarına göre, hiçbir siyasi parti tek başına iktidar olabilmek için gerekli olan sandalye sayısına ulaşamadı. 9 Temmuz 2015 tarihinde Cumhurbaşkanı Recep Tayyip Erdoğan, hükûmeti kurma görevini AK Parti lideri Ahmet Davutoğlu'na verdi ve bir ay sürecek olan AK Parti-CHP koalisyon hükûmeti görüşmeleri başladı.[11] 13 Ağustos'a kadar süren bu görüşmeler sonuçsuz kaldı ve bir koalisyon hükûmeti kurulamadı.[12] Bunun üzerine seçimlerin yenilenmesi kararlaştırıldı ve erken seçim tarihi 1 Kasım 2015 olarak açıklandı.[13]
1 Kasım 2015'teki genel seçimlerde CHP'nin oy oranı bir önceki genel seçime göre %0,37 artarak %25,32 olurken birinci olan AK Parti'nin oy oranı ise bir önceki seçime göre %8,63 artarak %49,50 oldu.[14] Meclis çoğunluğunu yeniden tek başına sağlayan AK Parti, Davutoğlu başbakanlığında 64. Türkiye Hükûmeti'ni kurdu.[15] Kılıçdaroğlu ise yeniden ana muhalefet partisi lideri olarak İzmir 2. bölge milletvekili seçildi ve CHP bu bölgede oyların %46,8'ini aldı.[16]
24 Haziran 2018'de cumhurbaşkanlığı ve genel seçimleri birlikte yapıldı. Kemal Kılıçdaroğlu, İzmir 2. bölge milletvekili seçilirken CHP bu bölgede oyların %41,5'ini alabildi.[17] Seçime Millet İttifakı çatısı altında giren CHP'nin ülke genelindeki oy oranı, bir önceki genel seçime göre %2,67 azalarak %22,65 oldu.[18] Cumhurbaşkanlığı seçiminde ise CHP'nin adayı Muharrem İnce, oyların %30,64'ünü alarak ikinci olurken AK Parti adayı Recep Tayyip Erdoğan oyların %52,59'unu alarak ilk turda kazandı.[19]2017'deki anayasa değişikliği referandumu sonrasında parlamenter sistemin kaldırılarak yerine başkanlık sisteminin getirilmesi ve başbakanlık makamının ortadan kaldırılması konusunda anayasada değişiklik yapılmıştı.[20][21]Yeni hükûmet, Erdoğan cumhurbaşkanlığında kuruldu ve Kılıçdaroğlu liderliğindeki CHP, ana muhalefet partisi konumunu bir dönem daha korudu.[22]
14 Mayıs 2023'te yapılmış olan cumhurbaşkanlığı seçiminde Millet İttifakı'nın cumhurbaşkanı adayı oldu.[23] Kılıçdaroğlu, oyların %44,88'ini alarak 2. sırada tamamladı; en yakın rakibi Recep Tayyip Erdoğan ise %49,52 oy aldı. Hiçbir aday oyların %50'sini geçemediği için seçim ikinci tura kaldı. 28 Mayıs 2023'te Kılıçdaroğlu ve Erdoğan arasında cumhurbaşkanlığı seçiminin ikinci turu yapıldı. 2. turda Kılıçdaroğlu, oyların %47,82'sini alarak rakibi Recep Tayyip Erdoğan'a karşı kaybetti.[24] Cumhurbaşkanı adayı olduğu için milletvekili olamayan Kılıçdaroğlu'nun 2010'dan beri sürdürdüğü CHP TBMM grup başkanlığı görevi sona erdi.[25] Cumhurbaşkanlığı seçiminin ilk turuyla aynı gün yapılan genel seçimlerde ise CHP'nin oy oranı bir önceki seçime göre %2,70 artarak %25,35 oldu.[26] CHP, ana muhalefet partisi konumunu bir dönem daha korudu.