Em evento realizado em São Paulo, o Partido dos Trabalhadores homologou a pré-candidatura de Fernando Haddad para concorrer à prefeitura de São Paulo nas eleições de 2012.[130]
No dia 18 de junho de 2012, o PT formalizou aliança municipal com o PP, partido da base de apoio aos governos Dilma e Alckmin, cujo apoio a José Serra, principal adversário de Haddad nessa eleição, era dado como certo.[131] Tal aliança, em virtude da presença de Paulo Maluf na presidência estadual do PP, fez com que a candidata a vice, Luiza Erundina, desistisse de concorrer ao lado de Haddad, embora tenha deixado claro que faria campanha por Haddad por considerá-lo o melhor candidato.[132] PCdoB e PSB também se somaram à coligação de apoio a Haddad. Nádia Campeão foi anunciada como vice de Fernando Haddad no lugar de Luiza Erundina.[133]
Em julho, Haddad anunciou que pretendia disponibilizar uma rede pública de bicicletários com empréstimos de bicicletas pela periferia da cidade de forma integrada com o Bilhete Único.[134] Dias depois pedalou com cicloativistas em um trajeto da Praça do Ciclista até o Diretório Municipal do Partido dos Trabalhadores e assinou a “Carta de compromisso com a mobilidade por bicicletas” por iniciativa das associações de ciclistas, CicloBr e Ciclocidade. Ao final do evento apresentou seu Plano de Governo para o Sistema Cicloviário do Município de São Paulo,[135] o plano, intitulado “Sou + SP de Bicicleta”, entre outros, teve a participação do cicloativista Henrique Boney em sua elaboração[136] e foi disponibilizado na internet pelo coordenador da área de transportes do seu programa de governo, Chico Macena.[136] O Plano chegou a ser elogiado pela sua oponente nas eleições, a ex-apresentadora e vereadora Soninha Francine.
Em agosto, Haddad lançou seu plano de governo, chamado de “Arco do Futuro”. Haddad planejava redesenhar a cidade transformando todas operações urbanas em andamento e em projeto, em apenas uma única Operação urbana, cobrindo toda área no entorno deste “Arco” com estímulos fiscais, estruturais e sociais para atrair o desenvolvimento e a criação de novos polos de empregos e serviços.
Apuração das urnas
Em 7 de outubro recebeu 1 776 317 votos válidos, ficando em segundo lugar com 28,98%, atrás de José Serra (PSDB). Este resultado permitiu-lhe continuar com a disputa pela Prefeitura de São Paulo no segundo turno. Na votação do dia 28 de outubro, Fernando Haddad foi eleito prefeito de São Paulo, com 3 387 720 votos (55,57% dos votos válidos).
