Mayor of Seoul
2021년 서울특별시장 보궐선거에 출마하기 위하여 2021년 1월 장관직을 사퇴했다. 더불어민주당 서울특별시장 경선에서 우상호를 꺾고 민주당 최종 후보로 선출되었다. 4월 7일 선거에서 39.18%를 득표하며 57.50%를 득표한 국민의힘 오세훈 후보에게 득표수 891,452표, 득표율 18.32% 차이로 패배하면서 낙선하였다.