شمخانی در هشتمین دوره انتخابات ریاست‌جمهوری ایران شرکت کرد اما از سیدمحمد خاتمی شکست خورد و پس از خاتمی و احمد توکلی در رتبه سوم قرار گرفت. با این حال، خاتمی مجددا شمخانی را به‌عنوان وزیر پیشنهادی دفاع به مجلس معرفی کرد و در کابینه دوم خاتمی نیز دوباره به سمت وزارت دفاع منصوب شد.