Desde septiembre de 2009 se adhirió al Partido Verde, actualmente conocido como Alianza Verde tras la vinculación del Partido Progresista, junto con los también exalcaldes de Bogotá, Luis Eduardo Garzón y Antanas Mockus.

En 2014, fue elegido como candidato presidencial para las elecciones de ese año por la Alianza Verde llegó en quinto lugar.

Peñalosa ocupó dicho cargo hasta 2015 cuando fue elegido alcalde de Bogotá por segunda ocasión.

[18]​ En 1992 ofició como presidente del Instituto Colombiano de Ahorro y Vivienda.

[20]​ En 1994 el entonces presidente Gaviria le ofreció ser embajador en Brasil pero Peñalosa declinó la propuesta para lanzarse a la consulta interna del Partido Liberal para escoger candidato a la alcaldía de Bogotá.

[22]​ A continuación lo contrató la compañía Arthur D. Little para ser el gerente.

[23]​ En 1997 se lanzó nuevamente como candidato a la Alcaldía con el movimiento cívico Por la Bogotá que Soñamos, y fue elegido.

Su partido no obtuvo suficientes votos para conservar su personería jurídica.

[32]​ Sin embargo una disidencia liberal en la cual militaron personas como Antonio Galán, Ernesto Samper y Piedad Córdoba apoyaron a su contrincante Samuel Moreno.

[35]​ Tras su derrota se unió a varios políticos para conformar un movimiento que en sus momentos fue apodado «los quíntuples» integrado por Mockus, Sergio Fajardo, Luis Eduardo Garzón y Marta Lucía Ramírez.

[42]​ El partido se dividió cuando Antanas Mockus decidió lanzarse por firmas, aunque finalmente retiraría su candidatura.

[43]​ Quedó en quinto lugar con el 8,28 % de los votos durante la primera vuelta.

En el 2009 fue elegido presidente del Institute for Transportation & Development Policy, una ONG que promueve internacionalmente y brinda consultorías sobre la implementación de ciclovías, pasajes peatonales y sistemas BRT.

El secretario general de la IIAP confirmó que Peñalosa estuvo en esa institución pero estableció que no cursó una maestría en gobierno como dice en la hoja de vida oficial, sino que estuvo once meses haciendo cursos en la «sección Métodos Modernos de Administración Pública».

[55]​ Con la implementación del sistema se sentaron los lineamientos para la chatarrización de buses viejos.

Instauró el «pico y placa» como medida para mejorar la movilidad.

Como resultado la administración lanzó una campaña publicitaria denominada «impopulares pero eficientes».

Tres días después de iniciadas las protestas un escuadrón del ESMAD —el cual nominalmente estaba bajo el mando de la alcaldía— dio muerte al bachiller Dilan Cruz, lo cual generó indignación nacional.

[93]​ Durante su gobierno se anunció el rediseño del Metro de Bogotá, pese a que en campaña dijo que estaba abierto a estudiar la posibilidad de un metro mixto con partes elevadas y soterradas, al ganar las elecciones anunció que estructuraría un proyecto totalmente elevado.

[101]​ Posteriormente un juez ordenó la suspensión del proyecto de Transmilenio por la Séptima.

[105]​ Durante su primer año congeló el 40 % del presupuesto de salud.

En el norte la Reserva Van Der Hammen fue excluida del circuito ambiental donde la alcaldía ha propuesto crear urbanizaciones y vías.

[116]​ En el sistema la ciudad fue dividida en cinco zonas exclusivas, cada una de las cuales fue adjudicada a un contratista privado.

[123]​ En total se hicieron 29 sesiones para el trámite del POT.

Un día después de radicadas las firmas, a petición del alcalde, el Consejo Nacional Electoral anunció que por primera vez revisaría los procesos revocatorios para reglamentarlos.

Posteriormente la magistrada del CNE Ángela Hernández, a quien le asignó revisar el caso, radicó una ponencia dando vía libre a la revocatoria por considerar que el CNE no podía intervenir en el proceso revocatorio, pero la sala plena del Consejo vetó la ponencia.

[135]​ Luego de haber desalojado por la fuerza y demolido el Bronx, la Alcaldía propuso que los exhabitantes que se diseminaron por los barrios circundantes fueran tratados por la fuerza, pero esto contradecía una prohibición hecha en una sentencia de la Corte Constitucional.

A las afueras de la Plaza se presentaron protestas que culminaron en disturbios entre manifestantes y policías del ESMAD.

Peñalosa acusó al exalcalde Gustavo Petro de haber fomentado la violencia durante la protesta.

[146]​ Enrique Peñalosa durante su trayectoria ha recibido los siguientes galardones y reconocimientos: