Lors des Élections municipales de 2008 à Parisélections municipales françaises de 2008, il est candidat à la mairie du 8e arrondissement en tant que tête de liste mais sur une liste dissidente de l'UMP composée de membres de l'UMP, du Nouveau Centre, de la société civile et soutenue par le CNI, face à celle menée par Pierre Lellouche, candidat officiellement investi par l'UMP[8]. Il reçoit néanmoins le soutien de trois parlementaires UMP (Claude Goasguen, Bernard Debré et Philippe Dominati)[9]. Arrivé en tête au premier tour (avec 35,51 % des suffrages exprimés), François Lebel est réélu au second tour avec 48,55 % des voix face à Pierre Lellouche (31,82 %) et à la candidate socialiste Heidi Rancon-Cavenel (19,63 %)[10]. Auparavant, il avait systématiquement été élu maire sans jamais figurer en tant que tête de liste[11].
Il fait partie du groupe UMPPA (Union pour une Majorité de Progrès à Paris et Apparentés) au Conseil de Paris[12]. En décembre 2008, il est élu vice-président de la Fédération de Paris du CNI. Le 24 octobre 2009, il est coopté au comité directeur, puis élu, le 20 février 2010, vice-président de ce parti de droite.
Le , il suscite une polémique après la publication, au sein du bulletin d'information de son arrondissement, d'un article défavorable à l'élargissement du mariage aux couples homosexuels, élargissement qui pourrait selon lui conduire à lever le tabou concernant la légalisation de l'inceste ou de la polygamie. Ses propos sont largement condamnés par la classe politique[13].
