Das 15 cidades em que disputava o 2º turno, o Partido dos Trabalhadores (PT) foi derrotado em 11. A legenda só conseguiu eleger os prefeitos de Juiz de Fora (MG), Contagem (MG), Diadema (SP) e Mauá (SP).
Como também não venceu em nenhuma capital neste 2º turno – o que já tinha acontecido no 1º –, o PT não tem um eleito em uma das 26 cidades pela primeira vez desde a redemocratização.
Entre as quatro cidades em que elegeu prefeitos, a vitória mais expressiva do partido foi de Margarida Salamão, que obteve 54,9% dos votos e venceu o candidato do PSB, Murilo Felix.
Uma das maiores derrotas neste 2º turno ocorreu em Recife, onde Marília Arraes (PT) disputava com João Campos (PSB), eleito com mais de 56% dos votos. O ex-ministro Pepe Vargas, que participou do governo da presidente Dilma Rousseff, foi derrotado na disputa pela Prefeitura de Caxias do Sul. Pepe perdeu para o candidato do PSDB, Adiló, que obteve mais de 59% dos votos.
Se comparado com o total de prefeituras conquistas pelo partido em 2016, esta foi a baixa mais significativa do Partidos dos Trabalhadores.
Em 2008, a legenda conseguiu eleger 360 prefeitos em todo país. Quatro anos depois, passou para 555. Na eleição de 2012, o PT voltou a apresentar crescimento no total de prefeituras, com 637. Em 2016, o partido perdeu em diversas cidades, ficando com apenas 254 prefeituras. Neste ano, o partido termina a eleição com 183 prefeituras, menor número em 16 anos.
Com a derrota nas urnas neste ano, o PT ocupa a 11ª posição entre os partidos considerando o número de prefeituras.
