Rezygnacja z funkcji rządowych i odejście z parlamentu w 1996 wiązały się z jego udziałem w aferze korupcyjnej Case Agusta-Dassault, w ramach której czołowi socjalistyczni politycy przyjmowali korzyści majątkowe od włoskiego producenta śmigłowców. Frank Vandenbroucke nie został w tej sprawie nigdy oskarżony, na trzy lata wycofał się jednak z polityki, przebywał wówczas na stażu naukowym w Oksfordzie. W 1999 powrócił do Izby Reprezentantów, a następnie w tym samym roku do rządu. Guy Verhofstadt powierzył mu wówczas resort spraw społecznym i emerytur, którym kierował do 2003. Później do 2004 był ministrem zatrudnienia w drugim gabinecie tego samego premiera.
W 2004 przeszedł do flamandzkiego rządu regionalnego, gdzie został zastępcą ministra-prezydenta oraz ministrem pracy, edukacji i szkoleń zawodowych. W 2009 wybrano go do Parlamentu Flamandzkiego ze znacznym poparciem, jednak przewodnicząca jego partii nie zgodziła się na jego ponowną nominację do władz wykonawczych Flandrii. W rezultacie Frank Vandenbroucke pozostał deputowanym regionalnym, rozpoczął też prowadzenie wykładów na Uniwersytecie w Antwerpii. W 2010 uzyskał mandat w federalnym Senacie, w którym zasiadał do 2011.