Avec un total de 77 306 voix, Claude Turmes a été réélu le 7 juin 2009 pour un troisième mandat au Parlement européen. L’eurodéputé vert, âgé de 49 ans, a commencé son engagement politique pendant les années 1980 au sein du Mouvement écologique, une ONG luxembourgeoise de protection de l’environnement. En parallèle, il s’est engagé comme secrétaire de l'antenne bruxelloise de l'ONG "Les amis de la terre".

En 1999, le professeur d'éducation physique et de yoga a décidé de poser sa candidature pour les élections européennes sur la liste de Déi Gréng. Sa motivation était dès le début d’agir et d’influer sur les institutions européennes, "là où la politique de l'énergie et de l'environnement se décide".

Entre-temps, Claude Turmes est devenu à Bruxelles et à Strasbourg un des protagonistes de la politique de l'environnement et de l'énergie. Lors des élections européennes de 2004, Déi Gréng ont remporté 15,02 % des voix et Claude Turmes a été réélu avec 13 762 voix, alors qu’il n’y avait pas encore de listes séparées au Luxembourg et qu’il a dû se mesurer avec des candidats tels que Jean-Claude Juncker. Preuve de sa popularité au Luxembourg, il a également été réélu en 2009, cette fois-ci avec un total de 77 306 voix, les Verts luxembourgeois ayant obtenu 16,84 % des voix. Il occupe ainsi la troisième place parmi les députés européens en termes de votes recueillis, derrière ses collègues Charles Goerens et Viviane Reding.

L’eurodéputé vert s’est montré satisfait du résultat que les Verts ont pu remporter au Luxembourg et en Europe, mais aussi de son résultat personnel. Dans le Tageblatt du 9 juin 2009, il a déclaré que "c’était une élection difficile pour les Verts" parce que leurs "priorités, comme la politique de l’environnement et de l’énergie, sont souvent reléguées au second plan pendant des temps de crise". Cependant, il pense que le bon résultat de ces élections renforce la crédibilité des Verts et que leur politique européenne constructive et critique a porté ses fruits. En effet, le groupe parlementaire des Verts se renforcera de 43 à quelque 52 députés au Parlement européen.

Au Parlement européen, Claude Turmes est le vice-président et le porte-parole pour les questions énergétiques du groupe des Verts. Il est membre de la Commission de l'industrie, de la recherche et de l'énergie (ITRE), de la Commission temporaire sur le changement climatique (CLIM), membre suppléant de la Commission de l'emploi et des affaires sociales (EMPL), de la Commission de l'environnement, de la santé publique et de la sécurité alimentaire (ENVI). De plus, il est membre de la Délégation pour les relations avec la République populaire de Chine, membre suppléant de la Délégation pour les relations avec les Etats-Unis, ainsi que rapporteur de la directive sur les énergies renouvelables et de la deuxième directive sur la libéralisation du marché de l'énergie.

En tant que co-initiateur de la plateforme "Energy Intelligent Europe" qui prévoit la promotion des initiatives européennes dans le domaine de l'efficacité énergétique et l'instauration d'une agence européenne pour l'efficacité énergétique, Claude Turmes s’engage surtout dans les domaines de la libéralisation du marché de l'énergie, de l’efficacité énergétique, des politique européenne des transports, de la responsabilité sociale des entreprises et de la transparence du lobbying.