なお、選挙期間中には、山本の政見放送動画が84万回再生される（安倍首相出演の自民党の政見放送の約13万回を上回る）、山本と安倍首相による自民党の政見放送を比較した動画が130万回超再生される[47] など盛り上がりを見せる[48][49]、山本の街頭演説の動画がSNSで大量にリツイートされる[50] など、SNS上での選挙戦略も含めその勢い[49][51] は「社会現象化」[50][52]、「れいわフィーバー」[51][53]、「れいわ旋風」[54][55][56][57][58][59] などとメディアで評され、選挙後には、自身は議席を失ったものの「れいわ新選組」は”躍進”と複数の記事で報じられ[60][61][62][63][64][65]、複数の野党から連携を持ちかけられるなど、注目される存在となった[60][66]。
2020年東京都知事選挙2020年6月27日、東京都知事選挙の演説中（北千住駅西口デッキにて）

2020年7月5日執行の東京都知事選に立候補するも、（立候補22名中）得票数3位で落選[67][68]。得票数は657,277票（得票率10.7%）[69]。

7月7日、福山哲郎が「支持層が重なっている山本太郎さんが最終局面になって出たということで、野党側の票が割れることは自明になった」と恨み節を述べた、と報じられた[70]。

7月5日、山本は、「高かった（小池）百合子山、1億2970万4391円の寄付金が集まり、選挙に関する支出は1億2450万777円」と記者会見した[71]。
2021年衆議院議員選挙2021年10月24日、横浜駅西口にて衆院選の街頭演説中

2021年9月8日、市民連合が国会内で開いた会合に出席し、市民連合が仲介する形で次期衆院選の事実上の共通政策の締結に合意した[72]。

同年10月8日午前2時、東京新聞電子版が、山本が東京8区から出馬する意向を固めたと報道。あわせて「同選挙区では、各党で調整し、山本氏が野党統一候補になる見通し」と報じた。東京8区は2017年の総選挙から立憲民主党新人の吉田晴美が地道に政治活動を続けていた選挙区だったため[73]、同日午前、立憲民主党の枝野幸男代表は記者会見し、山本に再考を求める発言をした[74]。同日夜、山本は新宿駅前で東京8区からの出馬を改めて宣言。この時点で立憲民主党と日本共産党の間では、吉田に一本化する方向で調整がすでに進んでいたが、山本は「調整しないとこんなことはできない」と自らへの一本化の調整が進んでいることを強調した[74]。結局、地元の市民団体などからの反発を受け、11日夜、山本は東京8区からの出馬取りやめを発表した。なお山本は街頭演説の中で、2019年11月に立憲民主党から「東京8区でどうでしょう」と出馬を打診されたことを明かしている[75]。

同年10月16日、山本は比例東京ブロックから立候補すると表明[76]。10月31日の投開票の結果、れいわ新選組が比例東京ブロックで1議席を獲得したため、衆議院議員に初当選した[77]。
2022年参議院議員選挙

2022年4月11日、れいわ新選組は記者会見を開き、同年夏の第26回参議院議員通常選挙の東京都選挙区（改選数6）に新宿区議会議員の依田花蓮を擁立すると発表[78]。