Zum Staatspräsidenten wurde er 1937 gewählt. Dabei unterstützten ihn die zentristischen/progressiven Parteien sowie die Sozialdemokraten, die eine Neuwahl des Konservativen Pehr Evind Svinhufvud verhindern wollten. Obwohl der Staatspräsident verfassungsrechtlich der Oberbefehlshaber der finnischen Armee ist, gab Kallio während des Winterkrieges die Oberbefehlshaberschaft an Marschall Carl Gustaf Emil Mannerheim ab, der sich schon im finnischen Bürgerkrieg fähig gezeigt hatte.