GroenLinks was tot 1 juli 2026 met vier leden vertegenwoordigd in het Europees Parlement (EP). De GroenLinks-leden maakten deel uit van de fractie van de Groenen/Europese Vrije Alliantie. Sinds de fusie van GroenLinks en de PvdA tot Progressief Nederland (PRO) zijn zij lid van PRO. Zij bleven deel uitmaken van de fractie van de Groenen/Europese Vrije Alliantie.
GroenLinks was sinds 1984 vertegenwoordigd in het EP. In 1984 deden de voorlopers van GroenLinks (CPN, PPR, PSP en GPN) gezamenlijk mee aan de verkiezingen, met twee zetels als resultaat. In 1989 deden dezelfde partijen zonder de GPN mee onder de naam Regenboog, waarmee zij wederom twee zetels haalden. Sinds de oprichting van GroenLinks in 1990 nam de partij onder die naam deel aan de verkiezingen, met als hoogst behaalde resultaat 4 zetels in 1999. Bij de verkiezingen in 2024 was er een gezamenlijke lijst met de PvdA. Op 1 juli 2026 gingen GroenLinks en de PvdA op in Progressief Nederland (PRO).