Ein Teil des Erfolges von 2007, als die Grünen ihr bisher bestes Resultat feierten, war der damals lancierten Klimainitiative zugeschrieben worden. Im Wahlkampf 2011 sollte mit der Initiative „Grüne Wirtschaft“ mobilisiert werden. Sie strebt die Ökologisierung der Wirtschaft an und will eine Verkleinerung des ökologischen Fussabdrucks der Schweiz bis ins Jahr 2050 in der Verfassung festschreiben. Für das an der Delegiertenversammlung Ende Januar in Winterthur lancierte Begehren wurden ab März Unterschriften gesammelt. Mit der zusätzlichen, an der Delegiertenversammlung in Basel Anfang April beschlossenen Lancierung der Atomausstiegsinitiative, wollten die Grünen ihren Anspruch auf die Themenführerschaft, insbesondere nach der Nuklearkatastrophe in Japan, unterstreichen. Die Ausstiegsinitiative fordert einen Verzicht auf Atom-Strom ab 2024, der vor allem durch höhere Energieeffizienz und Energiesparen ermöglicht werden soll.

Die Energiepolitik – insbesondere der Kampf gegen neue Atomkraftwerke – wurde von der GP bereits im Januar, also noch vor der Atomkatastrophe in Japan zum zentralen Wahlkampfthema erkoren. An einer Pressekonferenz Mitte Januar in Bern starteten die Grünen ihre Kampagne und warben für den Atomausstieg: Jede Grüne Stimme sei eine Stimme gegen neue AKWs. Es brauche viel Arbeit, dass im Herbst eine möglichst grosse Gruppe an Atomausstiegsbefürwortern im Nationalrat sitze.

Die Grünen, die bisher insbesondere in den Städten Erfolge gefeiert hatten, setzten sich bei den nationalen Wahlen zum Ziel, auch auf dem Land stärker Fuss zu fassen und damit die 10%-Marke zu knacken. Bei den Wahlen 2007 hatten sie einen Wähleranteil von 9,6% erreicht. Drei bis vier zusätzliche Nationalratssitze sowie ein zusätzlicher Sitz in der kleinen Kammer, der im Kanton Bern im Bereich des Möglichen liege, wurden von Parteipräsident Leuenberger (GE) als Ziel formuliert, womit man auch reif für einen Bundesratssitz sei. Für die Wahlen waren CHF 180'000.- budgetiert.

Die Nationalratswahlen endeten für die Grünen in einem eigentlichen Debakel. Präsident Leuenberger sprach von einem schwarzen Tag. Mit dem Verlust von fünf Sitzen gehörte die GP zu den grossen Geschlagenen (neu: 15 Mandate). Die 8,4% Wählerstimmenanteil (-1,2 Prozentpunkte) bedeuteten zwar das zweitbeste Resultat in der Geschichte der Grünen Partei, die Erfolge von 2007, als man die Sitzzahl beinahe verdoppeln konnte, und die vergebliche Hoffnung auf einen Fukushima-Effekt liess die Verluste aber umso gravierender erscheinen. Die Grünen waren in 21 Kantonen zu den eidgenössischen Wahlen angetreten (nicht in UR, OW, GL, SH und AI). Zwar konnte die GP in neun Kantonen (SZ, BS, AR, SG, GR, TI, VS, NE, JU) sogar an Wähleranteilen zulegen, dies reichte aber nirgends zu einem Sitzgewinn. Je einen Sitzverlust mussten die Grünen dafür in den Kantonen Zürich (neu: 3 Mandate), Zug (0), Solothurn (0), Basel-Stadt (0) und Waadt (2) hinnehmen. Die Sitze verteidigen konnten sie hingegen in Bern (3) und Genf (2) sowie in Luzern, Basel-Landschaft, St. Gallen, Aargau und Neuenburg (je 1). Die Niederlage wurde mit der Konkurrenz der GLP aber auch mit der Ausrichtung auf das Thema Atomausstieg zu erklären versucht. Parteiintern wurde auch der Vorwurf laut, aus dem „Steilpass Fukushima“ zu wenig gemacht zu haben (von Graffenried, BE). Zudem wurde gemutmasst, dass der Beschluss des Parlaments zum Atomausstieg dem monothematischen Wahlkampf der Grünen den Wind aus den Segeln genommen habe. Eine genauere Analyse der Wahlen zeigte auf, dass die Grünen im Gegensatz zu den Wahlen 2007 viel Proporzpech zu beklagen hatten, waren doch die Mandatseinbussen weitaus grösser als der Rückgang der Wählerprozente.

Ihre beiden Sitze in der kleinen Kammer vermochten die Grünen zu verteidigen. Während Robert Cramer in Genf im ersten Wahlgang der Ständeratswahlen bestätigt wurde, setzte sich Luc Recordon im Kanton Waadt zwar erst im zweiten Wahlgang, letztlich aber überraschend deutlich durch. Achtungserfolge erzielten die Grünen in den Kantonen Bern und Glarus. In Bern trug der Rückzug von Alec von Graffenried nach dem ersten Wahlgang wesentlich zur Rückeroberung des SP-Sitzes bei. In Glarus war Karl Stadler gegen die beiden Bisherigen angetreten und wurde knapp Dritter. Chancenlos waren die grünen Angriffe auf die kleine Kammer hingegen in den Kantonen Luzern, Schwyz, St. Gallen, Aargau, Thurgau, Wallis und Neuenburg.

Nachdem Sie Ende Mai eine positive Bilanz der ablaufenden Legislatur gezogen hatten, wo sie gezeigt hätten, dass ihre Positionen in der Umweltpolitik mehrheitsfähig und dass sie zu einer ernstzunehmenden Kraft geworden seien, kündeten die Grünen ihre Ambitionen für einen eigenen Bundesratssitz an, der allerdings nur auf Kosten der SVP oder der FDP gehen dürfe. Eine atomkritische Regierung mit grüner Beteiligung liege im Bereich des Möglichen. Mit der Präsentation möglicher valabler Bundesratskandidatinnen und -kandidaten (Morin, BS; Hochuli, AG; Genner, ZH; Pulver, BE; Uster, ZG oder Cramer, GE) unterstrich die GP Anfang August ihre Ambitionen und erhielt damit ein grosses Medienecho. Nach der Niederlage bei den eidgenössischen Wahlen blies die GP ihren geplanten Angriff auf den Bundesrat allerdings wieder ab und half in der Folge mit, den Status quo in der Exekutive zu wahren. Die GP bestätigte BDP-Bundesrätin Widmer-Schlumpf, obwohl die BDP eigentlich weniger stark ist als die Grünen. Ein grüner Bundesrat bleibe ein langfristiges Ziel der Partei, gab Fraktionspräsident Antonio Hodgers (GE) zu Protokoll.