O PT conquistou sete das 10 cidades com maior eleitorado da região metropolitana de São Paulo e aumentou seu domínio na mesma região em comparação à última eleição, quando elegeu seis prefeitos nesses municípios.
Com a vitória do petista Fernando Haddad em São Paulo, e de Carlos Grana em Santo André, o partido conquista duas prefeituras que estavam sob domínio de outras legendas, o PSD, em São Paulo e o PTB, em Santo André e passa a comandar agora a maior cidade do Brasil e uma das maiores do Estado.
Em outras cinco cidades sobre seu domínio, o partido conseguiu manter-se no governo. Em Guarulhos, segundo maior colégio eleitoral do Estado, Sebastião Almeida se reelegeu com 60% dos votos, e derrotou, no segundo turno, Carlos Roberto (PSDB).
Em São Bernardo do Campo, casa do ex-presidente Luiz Inácio Lula da Silva e terceiro maior colégio eleitoral do Estado, Luiz Marinho se reelegeu logo no primeiro turno. Ligado a Lula, o petista é um dos cotados a disputar o governo de São Paulo, em 2014 e fortalece seu nome com o desempenho desta eleição.
Em Osasco, após o Tribunal Superior Eleitoral (TSE) manter a cassação da candidatura de Celso Giglio (PSDB), que foi o mais votado no primeiro turno, o petista Jorge Lapas, venceu a eleição e mantém a cidade sob o comando da legenda, assumindo o posto no lugar de Emídio de Souza (PT).
Em Mauá, Donisete Braga assume o executivo da cidade no lugar de Oswaldo Dias (PT), que venceu a eleição de 2008 e reassumiu o comando do PT na cidade. Em Carapicuíba, Sergio Ribeiro (PT) conseguiu sua reeleição já no primeiro turno, com 67,68% dos votos, e também mantém a cidade sob o controle petista.
Além dessas sete cidades, o PT também passará a administrar outros dois municípios da Grande São Paulo, região que abrange um total de 39 cidades. O partido também controlará, a partir de janeiro de 2013, as cidades de Embu, com Chico Brito, e Franco da Rocha, com Kiko.
