בשנת 2006 בבחירות לכנסת ה-17, השיגה מפלגת העבודה-מימד בראשותו של פרץ 19 מנדטים בלבד, והיתה לסיעה השנייה בגודלה בכנסת. המפלגה הצטרפה לממשלה בראשות אהוד אולמרט כשותפה בכירה וקיבלה שבעה תיקים, ביניהם תיקי החינוך והביטחון, שניתן לעמיר פרץ. התנהלותו של פרץ כיו"ר המפלגה וכשר ביטחון, עוררו ביקורת קשה במפלגה, שהתגברה בעקבות מלחמת לבנון השנייה.
בבחירות לראשות המפלגה ביוני 2007 נבחר אהוד ברק בשנית ליו"ר המפלגה כשהוא גובר על עמי אילון, פרץ ומועמדים נוספים. ביוני 2007 החליף ברק את פרץ בתפקיד שר הביטחון וסגן ראש הממשלה.
לאחר פרסום הדו"ח הנוקב של ועדת וינוגרד על מלחמת לבנון השנייה, החליטה מפלגת העבודה בראשות ברק להישאר בממשלה. ראש הממשלה אהוד אולמרט התפטר, כדי להתמקד בפרשיות הפליליות להן נקשר שמו, ואהוד ברק שימש כמועמדה של מפלגת העבודה לראשות הממשלה, בבחירות לכנסת ה-18.