3 lipca 2003 doznał niewielkiego udaru mózgu, który lekarze określili jako skurcz naczyń krwionośnych w oponie twardej. Został hospitalizowany na kilka tygodni, a następnie skierowany na rehabilitację do miejscowości Krapinske Toplice. 1 września 2003 powrócił do obowiązków w stołecznym ratuszu.
W wyborach lokalnych z 15 maja 2005 ponownie był kandydatem SDP na stanowisko burmistrza Zagrzebia. SDP z wynikiem 41% głosów wygrała wybory i 14 czerwca 2005 Milan Bandić ponownie objął stanowisko burmistrza. W kwietniu 2007, po śmierci lidera Socjaldemokratycznej Partii Chorwacji, Ivicy Račana, postanowił ubiegać się o przywództwo w partii. 2 czerwca 2007 przegrał jednak z Zoranem Milanoviciem.
W wyborach lokalnych z 17 maja 2009 uzyskał po raz kolejny reelekcję na stanowisko burmistrza. W drugiej turze głosowania pokonał Josipa Kregara, zdobywając prawie 62% głosów. W trakcie urzędowania Milana Bandicia jako burmistrza Zagrzebia przeprowadzono projekt odnowy alei Zagrzebskiej (Zagrebačka), jednej z głównych arterii w mieście. Za jego rządów w 2007 zbudowano nadto most Domovinski nad Sawą, a w 2008 oddano do użytku Arenę Zagreb, która rok później gościła Mistrzostwa Świata w Piłce Ręcznej.