W 2005 Bloomberg uzyskał reelekcję, pokonując swojego konkurenta z Partii Demokratycznej Fernando Ferrera (58,5% do 38,7%). Przez ostatnie lata stosunki Bloomberga z Partią Republikańską pozostawały napięte, do czego przyczyniło się udzielenie przez niego poparcia kilku demokratycznym politykom. W 2007 odszedł z tego ugrupowania, rozważając start w wyborach prezydenckich w 2008 jako kandydat niezależny. Ostatecznie jednak nie zdecydował się na kandydowanie. W 2009 ponownie wybrany na burmistrza Nowego Jorku na trzecią kadencję. Bloomberg kandydował tym razem jako kandydat niezależny z poparciem Partii Republikańskiej, pokonując swojego konkurenta z Partii Demokratycznej Williama C. Thompsona stosunkiem głosów 50,7% do 46,3%.
24 listopada 2019 oficjalnie ogłosił kandydaturę w wyborach prezydenckich 2020 z ramienia Partii Demokratycznej. 4 marca 2020 po uzyskaniu słabego wyniku w wyborach Superwtorkowych i zdecydowanym przegraniu z Joe Bidenem oraz Berniem Sandersem zrezygnował z ubiegania się o nominację demokratów, udzielając poparcia kandydaturze Bidena.