El balotaje se realizó el 22 de noviembre. Ese día fue elegido presidente con un porcentaje superior al 52 % de los votos emitidos convirtiendose en el 40.º presidente de la República Oriental del Uruguay
Su gobierno se caracterizó por llevar adelante una agenda social y económica progresista, con un enfoque en la reducción de la pobreza, la promoción de la igualdad y la protección de los derechos sociales. Además mantuvo un fuerte vínculo con distintos líderes regionales como Néstor y Cristina Kirchner, Luiz Inácio Lula da Silva, Evo Morales, Rafael Correa, entre otros.
Este sus políticas más destacadas se encuentran:
Plan Juntos: Un programa de asistencia social que proporciona apoyo a familias en situación de pobreza.
Legalización del cannabis: Se legalizó la producción y venta regulada de cannabis con el objetivo de reducir el crimen organizado y promover la regulación del mercado.
Legalización del aborto: Se legalizó el aborto en Uruguay, marcando un hito en la política social y de salud reproductiva.
Legalización de los matrimonios entre personas del mismo sexo: Se aprobó la ley de matrimonio igualitario, reconociendo los derechos de las parejas del mismo sexo.
Después de ocupar la Presidencia, volvió a ser elegido senador en las elecciones de 2014 y en las de 2019. Renunció a este último cargo el 20 de octubre de 2020, retirándose de la actividad política para dedicarse a la militancia popular.