Como recuperar o id da linha inserida ao usar upsert com WITH cluase no Posgres 9.5?

Não ficou claro para mim por que você faz com o primeiro SELECT, mas o motivo pelo qual você obtém apenas UPDATE id é porque você não está selecionando INSERT return.

Como mencionado (e vinculado) nos comentários, o Postgres 9.5 suporta a cláusula INSERT ON CONFLICT, que é uma maneira muito mais limpa de usar.

E alguns exemplos de antes e depois da 9.5:

Antes de 9.5:maneira comum de usar COM

WITH    u AS (
            UPDATE      products
            SET         product_key='test123', count_parts=33
            WHERE       product_key = 'test123'
            RETURNING   id
        ),i AS (
            INSERT
            INTO        products ( product_key, count_parts )
            SELECT      'test123', 33
            WHERE       NOT EXISTS( SELECT 1 FROM u )
            RETURNING   id
        )
SELECT  *
FROM    (       SELECT id FROM u
        UNION   SELECT id FROM i
        ) r;

Após 9.5:usando INSERT .. ON CONFLICT

INSERT INTO products ( product_key, count_parts )
VALUES      ( 'test123', 33 )
ON CONFLICT ( product_key ) DO
UPDATE
SET         product_key='test123', count_parts=33
RETURNING   id;

ATUALIZAÇÃO:

Como sugerido em um comentário, pode haver pequenos contras usando INSERT .. ON CONFLICT caminho.
Caso a tabela use incremento automático e essa consulta aconteça muito, então WITH pode ser uma opção melhor.
Veja mais:https://stackoverflow.com/a/39000072/1161463