しかし、サンチェスは失脚後も愛車プジョー407に乗ってスペイン各地の党員を訪問してまわり[34]、影響力の維持を図った。

2017年1月、サンチェスは5月に予定されている、社会労働党書記長選挙に立候補することを発表した。
社会労働党書記長への復帰

2017年5月21日、選挙の結果社会労働党書記長に返り咲きを果たした。 2017年6月18日、第39回党大会で、サンチェスは正式に書記長に就任した。

社会労働党は一方的なカタルーニャ独立宣言の後、カタルーニャ州政府に対してスペイン憲法第155条を適用することで政府を支援することを決定した。
ラホイ首相に対する不信任案

2018年5月、2007年より調査が開始されていた国民党の大規模汚職事件、グルテル事件（スペイン語版）に対する初の裁判所の判決が下り、29人の被告人に計351年の懲役刑が宣告された[35]。事件に関与したとされるマリアーノ・ラホイ首相を含む国民党議員の証言は信頼性を欠くと指摘された[36]。

5月25日、判決ののち、社会労働党は国会にラホイ首相に対する内閣不信任案を提出し、サンチェスが首相候補として挙げられた。

6月1日、投票が行われ、賛成180票、反対169票、棄権1の賛成多数でサンチェスの首相就任が決まった[37]。
首相就任後

2018年6月1日、フェリペ6世国王は王令によりサンチェスを首相に任命した[38]。翌日、サンチェスはサルスエラ宮殿でスペイン王を前に就任を約束した。 2014年7月、スペイン王室が政府高官の宣誓にあたって、聖書と十字架の有無の選択に同意していたことから、サンチェスは宗教的なシンボルなしで宣誓を行なった。それにより彼は民主化後はじめて宗教的裏付けをもたない首相となった[39][40]。

6月7日、新しい内閣の17名が就任した[41]。サンチェスは、1981年生まれと若いイヴァン・レドンド（スペイン語版）を大統領府の内閣官房長に任命した[42]。女性閣僚は11名を数え、スペインの歴史上もっとも女性の多い内閣となった[43]。

任命ののち、サンチェスは現在の議会を維持し、2020年6月まで選挙を行わないと表明した[44]。しかしスペイン社会労働党は少数与党であり、他政党の協力なしには議会運営は成り立たない状況だった。2019年予算案が否決された場合は4月に総選挙に踏み切るとの情報が採決前より報道され、2月13日の採決ではカタルーニャ系の政党の支持を得ることに失敗し、賛成158票、反対191票、棄権1票で否決された。これにより前倒しでの解散総選挙が決まった[45]。

2019年4月28日投開票の総選挙では、社会労働党は過半数には届かなかったものの、改選前を上回る議席数を獲得した[46]。その後連立協議は難航し、2020年1月5日にスペイン下院で行われた、サンチェスを首相として承認するかを問う投票では賛成166、反対165、棄権18票で、必要な議会過半数の176票に届かず否決[47]。1月7日の2回目投票では、賛成167、反対165票と僅差で承認され、1978年のスペイン民政復帰後はじめて連立政権が発足した（社会労働党とポデモス）[48]。

2021年6月22日にはカタルーニャ独立派との関係正常化を図るため、ウリオル・ジュンケラスら9人に対する恩赦を決定した[49]。

2023年5月28日に執行された統一地方選挙で社会労働党が多くの議席を失い敗北したことを受け、翌29日に総選挙を7月23日に実施すると発表した[50]。総選挙では社会労働党の敗北も予測されたが終盤に追い上げ、野党・国民党と極右政党Voxをあわせても過半数に届かず、社会労働党は第2党に後退したが改選前より上積みし、極右政党の政権入りの阻止には成功した[51]。25日、国王フェリペ6世がサンチェスを首相から解任し、新政権発足まで現職にとどまるよう指示した[52]。しかし国王から組閣を要請された国民党党首のアルベルト・ヌーニェス・フェイホーは9月27、29日の下院における首相就任信任投票を立て続けに否決されたため、サンチェスに再びお鉢が回り[53]、10月3日に国王より組閣を要請され連立政権樹立に向けた調整を開始[54]。社会労働党はポデモスを含む急進左派連合スマール（英語版）や地域少数政党などとの協力関係を結んでいき、11月16日の下院議会における首相信任投票は賛成179、反対171票で可決され首相続投が決まった[55]。

2024年4月24日、小規模の公務員労働組合による告発を受けてスペインの裁判所が夫人のベゴーニャ・ゴメス・フェルナンデス（スペイン語版）が不正に利益誘導を行った疑惑で捜査を開始すると発表。サンチェス自身はこの疑惑を否定し、一連の動きは極右勢力に仕組まれた政治的動機に基づく中傷キャンペーンと批判したものの、週末の公務は取りやめ辞任すべきかを29日までに検討すると表明[56]。4月29日、引き続き職務にとどまると表明[57]。@media all and (max-width:720px){.mw-parser-output .mod-gallery{width:100%!important}}.mw-parser-output .mod-gallery{display:table}.mw-parser-output .mod-gallery-default{background:transparent;margin-top:.3em}.mw-parser-output .mod-gallery-center{margin-left:auto;margin-right:auto}.mw-parser-output .mod-gallery-left{float:left;margin-right:1em}.mw-parser-output .mod-gallery-right{float:right}.mw-parser-output .mod-gallery-none{float:none}.mw-parser-output .mod-gallery-collapsible{width:100%}.mw-parser-output .mod-gallery .title,.mw-parser-output .mod-gallery .main,.mw-parser-output .mod-gallery .footer{display:table-row}.mw-parser-output .mod-gallery .title>div{display:table-cell;text-align:center;font-weight:bold}.mw-parser-output .mod-gallery .main>div{display:table-cell}.mw-parser-output .mod-gallery .gallery{line-height:1.35em}.mw-parser-output .mod-gallery .footer>div{display:table-cell;text-align:right;font-size:80%;line-height:1em}.mw-parser-output .mod-gallery .title>div *,.mw-parser-output .mod-gallery .footer>div *{overflow:visible}.mw-parser-output .mod-gallery .gallerybox img{background:none!important}.mw-parser-output .mod-gallery .bordered-images .thumb img{outline:solid #eaecf0 1px;border:none}.mw-parser-output .mod-gallery .whitebg .thumb{background:#fff!important}

2018年のサンチェス内閣

ナディア・カルビニョ経済・企業相と（2019年1月23日）

フィンランドのサンナ・マリン首相と（2022年1月26日）

デンマークのメッテ・フレデリクセン首相と（2022年2月21日）

2022年4月21日、デンマークのメッテ・フレデリクセン首相とともにウクライナの首都キーウを訪問。ウォロディミル・ゼレンスキー大統領と会談した[58]。

アイスランドのカトリーン・ヤコブスドッティル首相と（2022年6月28日）

政策
歴史の記憶法