政院院长苏贞昌的同意下，陈其迈辞去行政院副院长一职，辞职于19日生效。2020年8月15日，成功以671,804票击败其他候选人并胜选高雄市市长补选。同月24日正式连同其他局处首长上任。
个人爱好.陈其迈就读台大研究所时就参加潜水社，有近30年潜水资历，曾在受访时称，学潜水就是要让自己更安全，只要做好准备、按照标准作业流程、信任同伴、不要做超过能力的事，潜水就是安全的运动；也认为，因东部海域有黑潮经过，能见度可达60公尺，加上珊瑚种类丰富，海中景色优美，所以认定台湾最佳潜水点是绿