El jefe de Gobierno saliente, el radicalEnrique Olivera, no se presentó a la reelección, sino que el candidato oficialista fue el frepasistaAníbal Ibarra, con la radical Cecilia Felgueras como compañera de fórmula. Su principal oponente sería el ex ministro de EconomíaDomingo Cavallo, del partido Acción por la República, que configuró la coalición Encuentro por la Ciudad con el partido Nueva Dirigencia de Gustavo Béliz, quien fue candidato a vicejefe. Los demás candidatos se consideraron minoritarios, y el Partido Justicialista (PJ), principal fuerza opositora a nivel nacional, se mostró diezmada de cara a los comicios. La nueva constitución de la ciudad, aprobada después de las anteriores elecciones, preveía un sistema de segunda vuelta electoral o balotaje en la elección del jefe de Gobierno, en caso de que ninguna de las fórmulas obtuviera más del 50% de los votos positivos en la primera vuelta. Debido a los abrumadores triunfos de la Alianza en las elecciones de 1997 y las de 1999, y a la polarización de la elección entre Ibarra y Cavallo, se esperaba que el primero obtuviese la victoria en primera vuelta. Los esfuerzos de Cavallo se centraron mayormente en lograr forzar una segunda vuelta.
Durante el escrutinio, Ibarra se declaró ganador y la Alianza comenzó a celebrar prematuramente la victoria, mientras se confirmaba que en realidad había obtenido el 49,31% de los votos positivos, a 12.465 votos (0,69%) de lo requerido para ser electo en primera vuelta. Superó, sin embargo, por más de dieciséis puntos a Cavallo, que se ubicó en segundo puesto con el 33,20%. Detrás de él se ubicó la candidata del Partido PAIS, Irma Roy, con solo el 4,60%. A nivel legislativo, la Alianza obtuvo 29 de las 60 bancas en la Legislatura, a dos de asegurarse el quorum parlamentario, contra 20 del Encuentro por la Ciudad, y el resto de las bancas distribuidas entre varios partidos menores y facciones del justicialismo. La participación fue del 73,20% del electorado registrado. Mientras celebraba el resultado, Ibarra llamó a Cavallo a retirarse de la segunda vuelta, afirmando que «no le convendría» competir.[1]
La noche de las elecciones, y en gran medida como respuesta a los comentarios de Ibarra, Cavallo se negó a reconocer el resultado. Durante un discurso ante sus partidarios, en el que manifestó un estallido de furia, tildó de «tramposo» al conteo de votos y llamó «mentirosos» repetidas veces a Ibarra y su equipo, al tiempo que exigía la anulación del escrutinio, afirmando que concurriría a la segunda vuelta «aún si faltara un solo voto».[1] El presidente Fernando de la Rúa acusó a Cavallo de ejercer «la violencia verbal de la sospecha», y el secretario de Gobierno porteño, Guillermo Moreno Hueyo, amenazó con querellarlo.[1] La mayoría de los candidatos derrotados criticaron la reacción agresiva de Cavallo y lo llamaron a retirarse de la segunda vuelta y,[2] al día siguiente de la elección, Béliz anunció que retiraba su apoyo a la concurrencia.[2][3] El 10 de mayo, Cavallo concedió un nuevo discurso, en el que se disculpó por sus anteriores exabruptos y se retiró del desempate, facilitando la elección de Ibarra.[3] El jefe de Gobierno electo fue juramentado el 7 de agosto de 2000. El mandato fue posteriormente acortado y finalizó el 10 de diciembre de 2003, para corregir el desfase con la asunción de cargos nacionales.
Jefe de Gobierno y Vicejefe de Gobierno electos por segunda vuelta entre los dos candidatos más votados, si ningún candidato obtiene más del 50% de los votos.