Desde las primeras elecciones en el 2000, la alcaldía Tlalpan ha tenido ocho alcaldes. El primero fue el filántropo Gilberto López y Rivas como parte de la alianza PRD-PT-CONVER-PAS-PSN con 108,443 votos, es decir obtuvo 38.26% de los votos frente a Jaime Federico Killian del PAN-PVEM. En el 2003, el PRD decidió ir en solitario con Carlos Imaz Gispert, quien ganó la elección con 43.93% de los votos.
Los siguientes nueve años también fueron gobernados por el PRD. En 2006, Guillermo Sánchez Torres ganó con 175,588 votos, siendo el tercer alcalde con mayor votos a su favor, luego de Maricela Contreras (190,376) en el 2012, quien además fue la última alcaldesa del PRD; y Patricia Aceves Pastrana (199,989), en el 2018.
Higinio Chávez ganó en 2009 con 30.33% de los votos, antes de darle paso a Maricela Contreras, la primera alcaldesa de Tlalpan, quien además ganó con el mayor margen de ventaja (37.97%) tras obtener 127 mil 310 votos más que Guillermo Reyes del PAN, quien registró 63,066 votos.
Finalmente, en 2015, Morena logra arrebatarle el cargo al PRD, con Claudia Sheinbaum. La morenista que luego se convertiría en Jefa de Gobierno y más tarde en candidata presidencial, obtuvo 67,236 votos, ganando con una ventaja de 15,148 votos. A Sheinbaum, le sucede Patricia Aceves, quien obtuvo el mayor número de votos. En 2021, gana por primera vez una candidata del PAN, quien iría en aliaza con PRI y PRD. Alfa González obtuvo 41.46% de los votos en la contienda más cerrada de la historia de la alcaldía, ganando con 2.54% de diferencia.
