No primeiro turno das eleições, em 3 de outubro de 2010, Serra foi o segundo candidato mais votado, tendo 32,61% dos votos.[2] Uma vez que Dilma Rousseff, que foi a candidata mais votada, não foi capaz de conseguir 50% dos votos válidos, um segundo turno foi realizado em 31 de outubro.[3] No segundo turno, Serra obteve 43,95% dos votos, sendo derrotado por Dilma.[4]
