W listopadzie 2004 PSD w koalicji z PUR zwyciężyła w wyborach parlamentarnych. Adrian Năstase w grudniu przegrał jednak w drugiej turze wyborów prezydenckich z Traianem Băsescu popieranym przez Partię Demokratyczną (PD) i Partię Narodowo-Liberalną (PNL). W wyniku negocjacji koalicyjnych nowy gabinet utworzył Călin Popescu-Tăriceanu z PNL, a PSD przeszła do opozycji. Adrian Năstase, wobec którego wkrótce wszczęto postępowania karne zakończone prawomocnymi wyrokami skazującymi, utracił przywództwo w partii, której nowym liderem został Mircea Geoană.
W listopadzie 2008 PSD w koalicji z konserwatystami z PC (powstałej z przemianowania PUR) uzyskała najwyższe poparcie w wyborach parlamentarnych i niemal identyczną liczbę mandatów co prezydencka Partia Demokratyczno-Liberalna (PDL). W grudniu oba ugrupowania zawiązały koalicję rządzącą, współtworząc rząd, na czele którego stanął lider PDL Emil Boc. Socjaldemokracji opuścili jednak gabinet już w październiku 2009, gdy premier zdymisjonował rekomendowanego przez ministra spraw wewnętrznych Dana Nicę, zarzucając mu niekompetencję.