27 kwietnia 2023 Szymon Hołownia i Władysław Kosiniak-Kamysz poinformowali o zawarciu umowy koalicyjnej pomiędzy Polską 2050 i PSL w wyborach parlamentarnych w tym samym roku. 15 maja ogłosili nazwę koalicji: Trzecia Droga Polska 2050-PSL. 2 czerwca 2023 szefową osobnego sztabu wyborczego Polski 2050 w wyborach została ogłoszona dyrektora jej think tanku Katarzyna Pełczyńska-Nałęcz. Przed wyborami do ugrupowania przeszedł z Nowoczesnej założyciel tej partii, były poseł Ryszard Petru. Polskę 2050 poparł także przed wyborami Leszek Balcerowicz.
2023–2026 W wyborach parlamentarnych Trzecia Droga zajęła 3. miejsce z wynikiem 14,4% głosów. Polsce 2050 przypadły 33 z 65 mandatów poselskich dla TD i 5 z 11 uzyskanych przez koalicję mandatów senatorskich. W Sejmie powołała własny klub Polska 2050 – Trzecia Droga (jego przewodniczącym został Mirosław Suchoń), a w Senacie współtworzyła wraz z Koalicją Polską wspólny (12-osobowy) klub TD. Szymon Hołownia został wybrany na marszałka Sejmu, a Maciej Żywno na wicemarszałka Senatu. W rządzie Donalda Tuska trzy przedstawicielki Polski 2050 objęły urzędy ministrów – Agnieszka Buczyńska (ds. społeczeństwa obywatelskiego), Paulina Hennig-Kloska (klimatu i środowiska) i Katarzyna Pełczyńska-Nałęcz (funduszy i polityki regionalnej).