Rok później doprowadził do wyjścia DL z UDF.

W 1989 po raz pierwszy przez kilka miesięcy zasiadał w Parlamencie Europejskim, był członkiem Grupy Liberalnej, Demokratycznej i Reformatorskiej oraz wiceprzewodniczącym Komisji ds. Gospodarczych i Walutowych oraz Polityki Przemysłowej. Mandat europosła sprawował ponownie w okresie 1999–2002, zasiadając we frakcji Europejskiej Partii Ludowej i Europejskich Demokratów.

W 2002 wystartował w wyborach prezydenckich, mimo braku poparcia wśród posłów swojej partii, z których około 3/4 podpisało się pod apelem wspierającym już w pierwszej turze Jacques’a Chiraca. Alain Madelin otrzymał w głosowaniu poparcie na poziomie około 4%. Kilka dni po głosowaniu był jednym z zaledwie 4 deputowanych liberałów, którzy nie wsparli deklaracji o przystąpieniu do Unii na rzecz Większości Prezydenckiej. Ostatecznie wraz ze swoim ugrupowaniem przeszedł do UMP, w 2002 z powodzeniem ubiegał się o reelekcję do Zgromadzenia Narodowego, a następnie został członkiem Unii na rzecz Ruchu Ludowego.