ב-30 ביוני 2016, לאחר התפטרותו של קמרון מראשות הממשלה בעקבות משאל העם שבו החליטו אזרחי בריטניה על פרישה מהאיחוד האירופי, הודיעה מיי, שקודם לכן נמנתה עם המתנגדים לפרישה, על כוונתה להתמודד על ראשות המפלגה השמרנית וראשות הממשלה. היא זכתה ברוב של 50.2% בסיבוב הבחירות הראשון בקרב חברי הפרלמנט מהמפלגה השמרנית ו-60.5% בסיבוב השני. יריבתה האחרונה, אנדראה לדסם, פרשה ב-11 ביולי, ומוסדות המפלגה החליטו על מינויה של מיי ללא צורך בבחירות מקדימות בקרב כלל חברי המפלגה.