Das 15 cidades em que disputava o 2º turno, o Partido dos Trabalhadores (PT) foi derrotado em 11. A legenda só conseguiu eleger os prefeitos de Juiz de Fora (MG), Contagem (MG), Diadema (SP) e Mauá (SP). O partido era o que tinha mais candidatos na disputa neste 2º turno.
Como também não venceu em nenhuma capital neste 2º turno - o que já tinha acontecido no 1º -, o PT não tem um eleito em uma das 26 cidades pela primeira vez desde a redemocratização. As eleições em Macapá, suspensas em razão do apagão, ainda irão ocorrer.
Veja o histórico de capitais que elegeram prefeitos do PT desde a redemocratização:
- 1985 - 1 - Fortaleza
- 1988 - 3 - São Paulo, Porto Alegre e Vitória
- 1992 - 4 - Belo Horizonte, Porto Alegre, Goiânia e Rio Branco
- 1996 - 2 - Belém e Porto Alegre
- 2000 - 6 - São Paulo, Porto Alegre, Recife, Belém, Aracaju e Goiânia
- 2004 - 9 - Belo Horizonte, Recife, Fortaleza, Aracaju, Macapá, Palmas, Porto Velho, Rio Branco e Vitória
- 2008 - 6 - Recife, Fortaleza, Rio Branco, Porto Velho, Palmas e Vitória
- 2012 - 4 - São Paulo, Goiânia, Rio Branco, João Pessoa
- 2016 - 1 - Rio Branco
- 2020 - Nenhum
Entre as quatro cidades em que elegeu prefeitos, a vitória mais expressiva do partido foi de Margarida Salomão, em Juiz de Fora (MG), que obteve 54,9% dos votos e venceu o candidato do PSB, Wilson Rezato.
Uma das maiores derrotas neste 2º turno ocorreu em Recife, onde Marília Arraes (PT) disputava com João Campos (PSB), eleito com mais de 56% dos votos. O ex-ministro Pepe Vargas, que participou do governo da presidente Dilma Rousseff, foi derrotado na disputa pela Prefeitura de Caxias do Sul. Pepe perdeu para o candidato do PSDB, Adiló, que obteve mais de 59% dos votos.
Se comparado com o total de prefeituras conquistas pelo partido em 2016, esta foi a baixa mais significativa do Partidos dos Trabalhadores.
Em 2008, a legenda conseguiu eleger 360 prefeitos em todo país. Quatro anos depois, passou para 555. Na eleição de 2012, o PT voltou a apresentar crescimento no total de prefeituras, com 637. Em 2016, o partido perdeu em diversas cidades, ficando com apenas 254 prefeituras. Neste ano, o partido termina a eleição com 183 prefeituras, menor número em 16 anos.
Com a derrota nas urnas neste ano, o PT ocupa a 11ª posição entre os partidos considerando o número de prefeituras.