Părvanov ble president etter at han beseiret forgjengeren, Petar Stojanov, i andre runde av presidentvalget i 2001. Han beholdt posisjonen etter valget i 2006. Părvanov brukte ofte presidentens vetorett blant annet til å stanse utnevner til rettsvesenet eller til diplomatiet. Han satt i to perioder hver på fem år som er det lengste en person kan inneha embetet i Bulgaria.