formacja działała początkowo jako komitet wyborczy. W wyborach w tym samym roku PO uzyskała w sejmie 65 mandatów (12,68% głosów)Obwieszczenie Państwowej Komisji Wyborczej z dnia 26 września 2001 r. o wynikach wyborów do Sejmu Rzeczypospolitej Polskiej przeprowadzonych w dniu 23 września 2001 r. ()., stając się największym klubem opozycyjnym. Donald Tusk uzyskał wówczas mandat posła IV kadencji z okręgu gdyńskiego, objął stanowisko wicemarszałka Sejmu IV kadencji. Maciej Płażyński, który został pierwszym przewodniczącym partii, odszedł z niej w 2003. Donald Tusk najpierw zastąpił go na funkcji przewodniczącego klubu parlamentarnego PO (jeszcze w tym samym roku funkcję tę przejął Jan Rokita). 1 czerwca tego samego roku został natomiast nowym przewodniczącym partii.
W maju 2005 zadeklarował zamiar kandydowania w wyborach prezydenckich w tymże roku z ramienia Platformy Obywatelskiej. Poparcia udzieliło mu Stowarzyszenie Młodzi Demokraci. Kampanię prowadził pod hasłem „Prezydent Tusk – człowiek z zasadami”. Na początku września 2005 jego kandydaturę poparł Zbigniew Religa, który wycofał się jednocześnie z ubiegania się o urząd prezydenta i stanął na czele komitetu honorowego poparcia Donalda Tuska.