Em 2015, Marta desfiliou-se do PT. Em carta ao partido, desabafou: “Por décadas acreditei e dei o melhor de mim na perseguição de ideais que, com seus acertos e erros, não se distanciavam de um norte ético indiscutível e intransigente. Hoje, entretanto, não me sinto em condições de cooperar com o que não faz mais sentido para mim e milhões de brasileiros.” A senadora agora integra o PMDB, partido pelo qual concorre novamente à Prefeitura de São Paulo.