Eesti ühines Euroopa Liiduga 1. mail 2004 ning 13. juunil 2004 toimusid Eestis esmakordselt Euroopa Parlamendi valimised. Eestist valiti Europarlamenti kuus liiget.
Euroopa Parlamendi valimistel on hääleõiguslikud nii vähemalt 18-aastased Eesti kodanikud kui ka Eestis elavad teiste Euroopa Liidu liikmesriikide kodanikud. Eestis valimistel osalemiseks peab teise Euroopa Liidu liikmesriigi kodanik esitama rahvastikuregistrile taotluse enda valijate nimekirja kandmiseks. Samamoodi on teises Euroopa Liidu liikmesriigis elaval Eesti kodanikul õigus osa võtta oma asukohariigi esindajate valimistest. Igal valijal on üks hääl – s.t rohkem kui ühe riigi esindajate valimistel osalemine ei ole lubatud.
Euroopa Parlamendi valimistel võivad kandideerida nii Eesti kodanikud kui ka Eestis elavad teiste Euroopa Liidu liikmesriikide kodanikud. Teises Euroopa Liidu riigis elaval Eesti kodanikul on õigus kandideerida Euroopa Parlamenti asukohariigis.
Valimised 2004
Euroopa Parlamendi valimiste eripäraks on eelkõige see, et valimised toimuvad ühes üleriigilises valimisringkonnas. Seega on ühel kandidaadil võimalik koguda hääli valijatelt üle kogu Eesti ja saavutada väga suur häältearv. 2004. aastal kogus Sotsiaaldemokraatliku Erakonna nimekirjas kandideerinud Toomas Hendrik Ilves 76 120 häält (32% kehtivatest häältest).
Hääletamisest võttis osa 26,8% valijaist. Valimised võitis Sotsiaaldemokraatlik Erakond 36 protsendi ning 85 429 häälega. Keskerakond kogus 17 protsendi valijate toetuse.
Valituks osutunud kandidaadid:
Sotsiaaldemokraatlik Erakond
- Toomas Hendrik Ilves
- Marianne Mikko
- Ivari Padar
Eesti Keskerakond
- Siiri Oviir
Eesti Reformierakond
- Toomas Savi
Erakond Isamaaliit
- Tunne-Väldo Kelam
Valimised 2009
Uued valimised toimusid 7. juunil 2009. Riigikogu muutis pärast 2004. aasta Euroopa Parlamendi valimisi veelkord valimistulemuste kindlakstegemise korda ning 2009. aasta valimised toimusid esmakordselt suletud nimekirjadega.
Üksikkandidaat Indrek Tarand kogus neil valimistel 102 460 häält (25% kõigist häältest). Ta sai mitte ainult mandaadi, vaid edestas selle tulemusega enamikku valimistel osalenud erakondadest.
2009. aasta valimistel selgus valimistulemuste kindlakstegemisel, et viimase mandaadi jaotamisel jäi vahe kahe erakonna võrdlusarvude vahel väga väikeseks. Seetõttu tõusid tähelepanu keskpunkti hääletamissedelite kehtivaks ja kehtetuks tunnistamise küsimused. Samuti soovisid erakondade esindajad kehtetuks tunnistatud hääletamissedelite täiendavat ülevaatamist maakonna valimiskomisjonides. Häälte veelkordne kontroll aga muudatust valimistulemustes ei toonud.
Hääletamisest võttis osa 43,9% valijaist. Valimised võitis Keskerakond 26 protsendi ning 103 506 häälega.
Valituks osutunud kandidaadid:
Eesti Keskerakond
- Edgar Savisaar
- Siiri Oviir
Üksikkandidaat
- Indrek Tarand
Eesti Reformierakond
- Kristiina Ojuland
Isamaa ja Res Publica Liit
- Tunne-Väldo Kelam
Sotsiaaldemokraatlik Erakond
- Ivari Padar
Valimised 2014
Euroopa Parlamendi valimiste vahelise viie aasta jooksul muudeti Euroopa Parlamendi valimise seadust üheksal korral. Oluline seadusemuudatus algatati kohe pärast 2009. aasta valimisi, Riigikogu muutis taaskord Euroopa Parlamendi valimistel hääletamise ning valimistulemuste kindlakstegemise korda. Mindi tagasi avatud nimekirjade juurde, kus valijad said jälle hääletada konkreetse kandidaadi poolt. Hääletamistulemuste kindlakstegemisel reastati kandidaadid ümber vastavalt saadud häälte arvule ja valituks osutusid kandidaadid, kes olid nimekirjas eespool, s.t said rohkem hääli.
Erakondade kandidaatide kõrval sai taas eduka tulemuse üksikkandidaat Indrek Tarand, kes kogus 43 369 häält (13,2% kõigist häältest).
Hääletamisest võttis osa 36,5% valijaist. Valimised võitis Reformierakond, kes kogus 24 protsendi valijate toetuse ning 79 849 häält. Teiseks tulnud Keskerakonna toetus oli 22 protsenti ning hääli 73 419.
Valituks osutunud kandidaadid:
Sotsiaaldemokraatlik Erakond
- Marju Lauristin
Erakond Isamaa ja Res Publica Liit
- Tunne-Väldo Kelam
Eesti Keskerakond
- Yana Toom
Eesti Reformierakond
- Andrus Ansip
- Kaja Kallas
Üksikkandidaat
- Indrek Tarand
Aivar Jarne