בבחירות לכנסת ה-18 נבחר פרץ למקום העשירי ברשימת העבודה לכנסת. פרץ התנגד להצטרפות מפלגת העבודה לממשלה בראשות הליכוד, והודיע שלא יצטרף כשר לממשלת בנימין נתניהו. יחד עם יולי תמיר (שפרשה מהכנסת), איתן כבל ואופיר פינס (שפרש מהכנסת) היוו את סיעת "המורדים" במפלגת העבודה, המתנגדים למהלכיה של הממשלה על אף שבאופן רשמי היו חלק מהקואליציה.
לאחר פילוג מפלגת העבודה עקב פרישת ברק ואחרים שהקימו את סיעת העצמאות השתתף פרץ ב-31 בינואר 2011 בכנס "בונים סוציאל-דמוקרטיה" שנערך בסמינר הקיבוצים. כנס זה אורגן על ידי מס"ד (המטה הסוציאל-דמוקרטי) ויסו"ד. השתתפו בכנס אישים נוספים מהעבודה בהם מזכירת המשמרת הצעירה ויו"ר מחוז ירושלים, אילן גילאון ונציגים נוספים ממרצ, אנשי התנועה הירוקה, שרון קטרון מוועד מרצי האוניברסיטה הפתוחה ועוד כ-200 פעילים. מטרת הכנס, שהתכנס כתגובה לקריאתו של דני גוטווין הייתה בניית כוח פוליטי רב מפלגתי התומך בערכים סוציאל-דמוקרטיים.
בספטמבר 2011 התמודד על ראשות מפלגת העבודה וסיים את המרוץ (בסיבוב השני) מול שלי יחימוביץ', במקום השני עם 45.3 אחוזים מקולות הבוחרים.