În iunie 2000, Traian Băsescu a participat din partea PD la alegerile pentru Primăria Municipiului București, câștigând mandatul de primar general, pe care l-a deținut până în decembrie 2004. După ce fusese președinte al Organizației Partidului Democrat al Municipiului București (2000 – 2001), în mai 2001 a câștigat președinția Partidului Democrat, înfrângânu-l în cadrul congresului pe Petre Roman.
Mandatul de primar general a coincis cu guvernarea Adrian Năstase, stilul combativ al lui Traian Băsescu și desele conflicte cu majoritatea de stânga din Consiliul General al Municipiului București crescându-i notorietatea la nivel național.
Traian Băsescu a devenit cunoscut pentru câteva dintre proiectele majore de infrastructură ale Capitalei dar și pentru unele măsuri controversate care au provocat tensiuni pentru o parte din populație.
Primarul Băsescu a lăsat Bucureştiului pasajul Basarab aproape de faza de începerea construcţiei când a plecat din funcţie în 2004.
De asemenea, în mandatul lui Traian Băsescu a fost lansată şi prima linie de metrou uşor din Bucureşti, tramvaiul numărul 41, care face legătura între Ghencea şi Piaţa Presei.
Nimic nu se compară însă cu imaginea omului popular pe care a reușit să și-o construiască în timpul mandatului la Primărie. În acest sens, Traaian Băsescu a luat două măsuri radicale. Pentru a demonstra că este un om al faptelor a luat decizia demolării chioșcurilor construite ilegal și al eliminării câinilor fără stăpân.
Un alt moment definitoriu a fost campania și mesajele sale anticorupție în perioada Guvernului Adrian Năstase, când scandalurile de corupție erau la ordinea zilei. În acest sens, nu este de mirare că Traian Băsescu și-a ales în perioada respectivă ca slogan electoral: “Arde-i pe corupți”.
Traian Băsescu a fost ales primar si pentru al doilea mandat, candidand din partea Aliantei D.A. PNL-PD, in cadrul primului tur al alegerilor locale din 6 iunie 2004, cu un procent de 54,9%, insa a renuntat la mandat in decembrie 2004 cand a devenit presedintele Romaniei.
Traian Băsescu va candida din partea PMP la alegerile locale pentru Primăria Capitalei, scrutin pe care l-a câștigat deja de două ori în trecut, și a subliniat că este în competiție cu PSD, nu cu Nicușor Dan, independentul susținut de PNL și USR-PLUS în cursa pentru postul de primar general al Bucureștiului.
La „Dosar de politician” cu Silviu MănăstireTraian Băsescu a explicat că partidele mari „n-au de ce să intre în ședință. Fiecare are șansa lui! Sigur, mărimea partidelor îi legitimează pe unii să fie mai optimiști – unii, mai optimiști decât trebuie, dar oricum optimiști”.