2007 में चंद्रशेखर के निधन के बाद रिक्त सीट पर हुए उप चुनाव में नीरज शेखर समाजवादी पार्टी से चुनाव लड़े और जीत कर पहली बार सांसद बने उसके बाद 2009 में हुए लोकसभा आम चुनाव में नीरज शेखर एक बार फिर समाजवादी पार्टी से चुनाव लड़े और चुनाव जीतकर दूसरी बार सांसद बने।
वही मोदी लहर में 2014 के चुनाव में भी नीरज शेखर समाजवादी पार्टी से चुनाव लड़े लेकिन इस बार उन्हें बीजेपी के प्रत्याशी भरत सिंह से हार का मुँह देखना पड़ा था।2014 में हार के बाद समाजवादी पार्टी ने उन्हें राज्यसभा से सांसद बनाया था।
2019 के लोकसभा चुनाव में समाजवादी पार्टी ने नीरज शेखर को प्रत्याशी नहीं बनाया जिससे नाराज होकर उन्होंने राजयसभा से इस्तीफा देकर बीजेपी ज्वाइन कर ली थी। उसके बाद बीजेपी ने उन्हें राज्यसभा से सांसद बनाया और तब से लेकर अभी तक नीरज शेखर बीजेपी से राज्यसभा के सांसद हैं। इस बार 2024 में बीजेपी ने उन पर दांव लगाया है और बलिया लोकसभा से प्रत्याशी घोषित किया है।
