W międzyczasie została natomiast zarejestrowana formacja PLUS, którą w grudniu 2018 ogłoszono jako oficjalną inicjatywę byłego premiera.
W wyborach w 2019 jako lider koalicji PLUS i Związku Zbawienia Rumunii uzyskał mandat eurodeputowanego IX kadencji. W czerwcu tegoż roku wybrany na przewodniczącego nowej liberalnej frakcji w PE pod nazwą Odnówmy Europę; kierował nią do 2021.
W sierpniu 2020 partie USR i PLUS podjęły decyzję o połączeniu, do którego doszło ostatecznie w kwietniu 2021, gdy sąd zatwierdził fuzję i powołanie wspólnego ugrupowania USR PLUS. Dacian Cioloș został jego współprzewodniczącym. W październiku 2021 wybrany na jego przewodniczącego, pokonał w drugiej turze wyborów Dana Barnę, a samo ugrupowanie powróciło do nazwy Związek Zbawienia Rumunii. W tym samym miesiącu prezydent Klaus Iohannis w trakcie kryzysu politycznego powierzył mu misję stworzenia rządu; większość ugrupowań parlamentarnych odmówiła jednak jego wsparcia. W lutym 2022 ustąpił z funkcji przewodniczącego USR, gdy władze partii odrzuciły przedstawione przez niego propozycje programowe.