In electoraal opzicht is de geschiedenis van D66 er één van golfbewegingen – zo ook in haar eerste jaren. Sinds haar oprichting heeft de partij een in omvang sterk wisselende kiezersaanhang. Bij de Tweede Kamerverkiezingen van 15 februari 1967 haalden de Democraten vanuit het niets 4,5 procent van de stemmen. Vier jaar later, bij de Tweede Kamerverkiezingen van 28 april 1971, kwam D66 uit op 6,8 procent. Bij de Tweede Kamerverkiezingen van 29 november 1972 zakte de partij weer terug naar 4,2 procent.
D’66 vond bij haar oprichting veel met name steun onder jonge kiezers. Het onderzoek Kijk op de kiezer wees uit dat twintig procent van de kiezers die in 1967 voor het eerst stemden, voor D66 koos. Meer dan de helft van de kiezers was jonger dan 35: een aanzienlijk groter aandeel dan bij de gevestigde partijen in die tijd. Ook bij de Tweede Kamerverkiezingen van 1971 en 1972 bevonden zich vooral jongeren onder de kiezers van D66. De standpunten van de Democraten vonden in die jaren bovendien vooral weerklank in de Randstad, evenals in de grootstedelijke gebieden daarbuiten. Zo wist D66 in haar begintijd rond of meer dan vijf procent van het electoraat aan haar te binden in steden als Arnhem, Deventer en Groningen. Dit gold in het katholieke zuiden bovendien voor Tilburg, Helmond, Breda, Eindhoven en Maastricht, wat wees op de overstap van veel kiezers van de Katholieke Volkspartij (KVP) naar D66. Op het platteland was de aanhang van de Democraten doorgaans beperkt.
D66 leunde vaak sterk op de persoon van de lijsttrekker. Hans van Mierlo voerde de kandidatenlijst aan bij de Tweede Kamerverkiezingen van 1967, 1971 en 1972. Op het verkiezingsaffiche van 1967 staat hij niet afgebeeld; daarvoor was hij nog te onbekend. Op die poster zette D66 met relatief veel woorden – erg ongebruikelijk – haar kermboodschap uiteen. De foto van de inmiddels populair geworden Van Mierlo prijkte in 1971 en 1972 op het partijaffiche. Anders dan 1967, toen het D66 om democratisering ging, stond voor de partij in de verkiezingscampagne van 1972 ‘eerlijk delen in een schoon land’ centraal. Die leus gaf de kern weer van Keerpunt ’72, het gezamenlijke verkiezingsprogramma van D66, PvdA en Politieke Partij Radikalen (PPR). Aanvankelijk had D66 zich vooral als een onafhankelijke programpartij gepresenteerd, met een plan voor democratische vernieuwing. Samenwerking met andere partijen, laat staan een gezamenlijk programma, werd gezien als meedoen met ‘het systeem’, waartegen de partij zich nu juist keerde. Begin jaren zeventig was dat anders. Met Van Mierlo voorop probeerde D66 (tevergeefs) partijpolitieke vernieuwing af te dwingen door middel van linkse samenwerking en polarisatie tussen links en rechts bij de verkiezingen.
Ondanks de verkiezingsnederlaag trad D66 in 1972 voor het eerst toe tot een regering – het kabinet-Den Uyl. In het meest progressieve kabinet uit de Nederlandse geschiedenis tot nu toe werd Hans Gruijters minister voor Volkshuisvesting en Ruimtelijk Ordening. Verder leverde D66 drie staatssecretarissen: Laurens Jan Brinkhorst, Aar de Goede en Jan Glastra van Loon. Na een conflict met minister van Justitie Dries van Agt trad Glastra van Loon tussentijds af. Hij werd opgevolgd door Henk Zeevalking.
