Nel Dopoguerra ebbe un certo seguito elettorale, fino a giungere a picchi del 10% e, fino alla fine degli anni sessanta, nel Consiglio regionale della Sardegna, strinse perlopiù alleanza con la Democrazia Cristiana, a lungo dominatrice della politica locale; solamente negli anni settanta, quando i suoi consensi elettorali andarono calando, il partito scelse l'alleanza elettorale col PCI.
Nel 1981 al Congresso di Porto Torres cambiò il proprio statuto nell' articolo I sancendo che l'obbiettivo a lungo termine del partito è l'indipendenza della Sardegna. Negli Anni Ottanta, sull'onda di un nuovo spirito indipendentista e autonomista che cresceva impetuoso in Sardegna, il Psd'az ottenne clamorosi successi elettorali, attestandosi nelle elezioni regionali del 1984 ad oltre il 13% dei voti, ma ottenendo successi ancor più clamorosi in città quali Oristano (quasi il 20%) e nei quartieri più popolari di Cagliari (oltre il 30%).
L'esponente più prestigioso del partito, l'avvocato di Oliena Mario Melis, già deputato, divenne presidente della giunta regionale della Sardegna, carica che mantenne fino al 1989 in alleanza coi partiti laici (PSDI, PRI) e della sinistra (PCI e PSI).
Con quattro consiglieri regionali ha partecipato alla Giunta di governo di centrosinistra facendo approvare nel periodo tra il 1994 e il 1996 provvedimenti importanti quali la legge sulla tutela della lingua sarda, la legge di riforma delle province e la legge sulla bandiera sarda, vista come elemento di unione nazionale del popolo sardo (segretari nazionali di quel periodo Cecilia Contu fino al 1995 e Lorenzo Palermo fino al 1997). Con il patto siglato fra Prodi ed il segretario Palermo il Partito Sardo d'Azione elegge nel 1996 il proprio presidente Franco Meloni al Senato.
Al congresso di Sassari del luglio 2000 vengono eletti Lorenzo Palermo presidente del Partito e Giacomo Sanna segretario.
Alle elezioni provinciali del 2005, che hanno interessato tutto il territorio della Sardegna (nella nuova suddivisione in otto province), dopo un accordo esclusivamente elettorale con la coalizione dell'Unione, il Partito Sardo d'Azione ha raccolto complessivamente circa 47 mila voti (il 5,5% delle preferenze), con punte più elevate nelle province di Nuoro e Oristano.
Per quanto riguarda le elezioni politiche del 2006, alla Camera il partito ha deciso di candidare due suoi esponenti nella lista del Patto per le autonomie sotto le insegne di Lega Nord e MPA. Al Senato, invece, il partito si presenta solo in Sardegna con liste autonome svincolate dalle due principali coalizioni.
In occasione dell'ultimo Congresso Nazionale è stato eletto alla Carica di Presidente Giacomo Sanna e successivamente è divenuto Segretario Efisio Trincas.