Renzi var i perioden 2005 til 2009 leder (president) av provinsen Firenze og ble i 2009 utnevnt som ordfører i byen Firenze. Gjennom sitt virke som ordfører i Firenze har han styrket sin folkelige popularitet, gjennom å fokusere på grønne lunger i byen, forhindre trafikkdød og ved å gjøre om flere gater til gågater.