Lors des élections législatives de 2007, avec comme suppléant Denis Bouad, il est en dissidence vis-à-vis du candidat officiel du PS Alexandre Pissas dans la 3e circonscription[1].
Député
Élu député de la troisième circonscription du Gard en , il démissionne de ses mandats de conseiller général et de président de la Communauté de communes. Enfin, opposé au cumul des mandats, il décide de ne pas briguer un nouveau mandat de maire en 2014 et de soutenir Philippe Pécout, qui remporte finalement l'élection municipale[2]. Il déclare alors que «[sa] mission est accomplie»[3].
Patrice Prat siège au groupe Socialiste, républicain et citoyen à l'Assemblée nationale. Membre de la Commission des Affaires économiques[4], il s'intéresse plus particulièrement aux sujets des politiques industrielles, de l'énergie (au sein de la Commission spéciale pour le projet de loi sur la transition énergétique et de la Commission d'enquête sur les coûts de la filière nucléaire) et de la viticulture. Il est également membre de la Commission d'enquête parlementaire sur les individus et les filières djihadistes notamment. Enfin, il préside le Groupe d'amitié parlementaire France-Malte.
Secrétaire national du PS chargé de l'innovation et des petites et moyennes entreprises (PME) à partir d'[réf.nécessaire], il est proche d'Arnaud Montebourg[5]. En , il est désigné comme référent parlementaire au comité stratégique de filière nucléaire (CSFN)[6]. Après avoir envisagé un temps une candidature lors de l'élection régionale de 2015 en Languedoc-Roussillon-Midi-Pyrénées, il annonce en octobre qu'il ne sera pas candidat[7].
En , il annonce mettre un terme à sa carrière politique. Par conséquent, il se représente pas aux élections législatives de . Il confie au mois d'août de la même année à L'Obs qu'il se sentait «inefficace», «infantilisé par un groupe politique qui vous prend en charge de A à Z»[10].
Il annonce son retour dans la vie politique locale en , en vue des élections municipales de 2020[12]. Il se présente en troisième position sur la liste «Nîmes, citoyenne à gauche», portée par le communiste Vincent Bouget[13]. Élu au conseil municipal, il en démissionne cependant l'année suivante[14].
En 2026, Patrice Prat participe aux élections municipales de Laudun-l’Ardoise à la tête de la liste «Laudun-l’Ardoise, le réveil». À l’issue du second tour, sa liste arrive en deuxième position avec 27,99% des suffrages, derrière celle menée par le vainqueur du scrutin, qui obtient 51,06%[15].
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