La coalizione dell'Ulivo si prepara alle nuove elezioni politiche del 2001, sostenendo la candidatura a premier di Francesco Rutelli. Lo Sdi è parte integrante dello schieramento e presenta, nella quota proporzionale, una lista insieme agli ambientalisti dei Verdi, denominata "il Girasole". La lista, tuttavia, si rivela un fallimento: nonostante l'aggregazione, raccoglie soltanto il 2,2%. Non riesce, quindi, a superare la soglia di sbarramento del 4% e non accede alla ripartizione dei seggi proporzionali. Lo Sdi si ritrova con 9 deputati e 6 senatori, finisce nel gruppo misto e non può costituire gruppi parlamentari autonomi.