De Europese verkiezingen van 1989 leidden opnieuw tot verdeeldheid binnen D66 over de keuze voor een fractie in het Europees Parlement. Het partijcongres sprak zich uit voor de vorming van een progressief-liberale fractie met onder meer het Spaanse Centro Democratico y Social (CDS) en het Deense Radikale Venstre. Mocht dat niet lukken, dan zou D66 zich kunnen aansluiten bij de Europese Liberale Democraten en Reformisten (ELDR), waartoe ook de VVD behoorde. In haar verkiezingsprogramma toonde D66 zich ‘zeer Europees gezind’ en pleitte zij voor een politieke unie.
Ook de aanwijzing van de lijsttrekker voor de Europese verkiezingen van 1989 leidde tot discussie. Een van de kandidaten was de relatief onbekende diplomaat Jan-Willem Bertens, die partijleider Hans van Mierlo uit hun studententijd goed kende. Nauwelijks actief geweest binnen de partij wekte hij de indruk alsof zijn aanwijzing tot lijsttrekker een formaliteit zou zijn. Sommige partijleden meenden dat de partijtop Bertens had geparachuteerd. Zij gaven de voorkeur aan voormalig Eerste Kamerlid en vicepartijvoorzitter Bob van den Bos. Bij de schriftelijke stemming onder de leden over de kandidatenlijst kreeg Van den Bos de meeste stemmen, Bertens werd tweede. Het partijcongres, dat reglementair de lijsttrekker diende aan te wijzen, koos in februari 1989 evenwel voor Bertens als eerste kandidaat.
De Europese verkiezingen van 15 juni 1989 leverden D66 slechts één zetel op van de 25 Nederlandse zetels in het Europees Parlement. Toen de CDS-europarlementariërs zich bij de ELDR-fractie aanmeldden, volgde Bertens hun voorbeeld. Nadat hij het ELDR-verkiezingsprogramma had ondertekend werd hij op persoonlijke titel lid van de ELDR-fractie. Omdat de VVD – de binnenlandse politieke concurrent – hiervan ook deel uitmaakte, wilde D66 niet formeel als partij toetreden, uit angst daarmee haar geloofwaardigheid als centrumlinkse partij te verliezen.
De aanwijzing van de D66-lijsttrekker bij de Europese verkiezingen van 9 juni 1994 verliep opnieuw rumoerig. Zowel Bertens als Laurens Jan Brinkhorst hadden zich kandidaat gesteld. In de stemming over de kandidatenlijst plaatsten de leden Brinkhorst op nummer één. Het partijcongres – dat zoals vermeld reglementair de eerste kandidaat koos – wees net als in 1989 Bertens als lijsttrekker aan. Brinkhorst kwam op plaats twee. In het verkiezingsprogramma met als titel D66 voor een duurzaam, democratisch en open Europa koos de partij voor 'meer en betere Europese samenwerking', hetgeen iets anders was dan 'eenheidsworst'. Het verkiezingsaffiche van de Democraten toont een blauwe achtergrond waarop de sterren van het Europese logo langzaam kleur krijgen – ongetwijfeld symbolisch bedoeld voor de zich in de breedte en diepte ontwikkelende Europese Unie.
De Europese verkiezingen waren een groot succes: D66 ging van een naar vier zetels van de 31 Nederlandse zetels (het zeteltal van het Europees Parlement was vanwege de eenwording van Duitsland verhoogd). De europarlementariërs van D66 dienden opnieuw eerst de mogelijkheid van een fractie met geestverwante links-liberale partijen te onderzoeken. Toen dat niet lukte, werd het viertal op persoonlijke titel lid van de ELDR-fractie. Met lede ogen moesten zij aanzien dat ook de europarlementariërs van de rechtse Italiaanse partij Lega Nord toetraden. Niettemin meende het D66-bestuur dat de partij niet kon achterblijven; D66 trad op 5 december 1994 toe tot de ELDR.
