Il est nommé sous-préfet et chef de cabinet d'olivier Philip préfet de la région Ile de France, où il oeuvrera notamment à l'élaboration du Schéma directeur de la région.
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Il est nommé conseiller technique pour l'emploi, l'écologie urbaine et le bruit auprès de Michel Barnier au ministère de l'Environnement. En juin, il est également élu maire d'Yerres, dans l'Essonne sous les couleurs du RPR, dès le 1er tour avec 51,85% des suffrages, face au maire sortant socialiste.
Lors des présidentielles, il refuse de prendre officiellement parti pour l'un des deux candidats RPR.
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Alain Juppé le nomme directeur des études au sein du RPR.
Il se présente pour la première fois aux législatives, et il est le seul homme politique de droite à battre un député socialiste sortant, en étant élu député de la 8e circonscription de l'Essonne.
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Il se prononce contre la ratification du traité d'Amsterdam, ce qui lui vaut d'être démis de ses fonctions au sein du parti, et ce qui provoque son rapprochement avec Charles Pasqua.
Dupont-Aignan fonde le club Debout la République, avec l'intention de ranimer le débat public en faisant des propositions courageuses et innovantes, et appelle à voter pour la liste souverainiste menée par Pasqua et Villiers. Il quitte alors le RPR et devient le porte parole du Rassemblement pour la France, créé par Pasqua.
Il est réélu à la mairie de Yerres, dès le premier tour avec 76,% des voix. Il se rapproche alors de Jean-Pierre Chevènement, que certains médias voient comme le troisième homme de la présidentielle 2002, avec qui il publiera une tribune libre dans le Figaro, intitulée « la république est morte, Vive la république ! ».
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Après la victoire de Chirac aux présidentielles, il rejoint la majorité présidentielle au sein de l'UMP, dont il brigue la présidence, avant d'être réélu député de l'Essonne, dès le premier tour.
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Il présente une motion intitulée « pour une autre Europe », motion qui obtiendra 20% des voix de l'UMP, et soutient Villiers, lors des élections européennes. Il ne réussit pas, en revanche, à obtenir la présidence de l'UMP.
À la tête d'un comité pour le non à la constitution européenne, « J'aime l'Europe, je vote NON », il savoure sa victoire lors des résultats du référendum, où les français se sont très clairement prononcés contre le projet de traité.
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Il annonce sa candidature à l'élection présidentielle de 2007, à travers une interview accordée au Figaro, et refuse de participer aux primaires de l'UMP.
Nicolas Dupont-Aignan annonce à la télévision et sur son blog qu'il quitte l'UMP, comme il ne partage notamment pas, les orientations européennes du parti.
Il confirme ainsi sa participation indépendante aux prochaines élections présidentielles en tant que candidat gaulliste et républicain.
