A Região Nordeste foi novamente onde o presidente Luiz Inácio Lula da Silva (PT), candidato da Coligação A Força do Povo (PT / PRB / PC do B), obteve a maior votação proporcional. A votação de Lula nessa região aumentou em relação ao primeiro turno, atingindo 77,1% do eleitorado – 66,8% antes. Geraldo Alckmin (PSDB), da Coligação Por um Brasil Decente (PSDB / PFL), teve apenas 22,9% dos votos dos nordestinos, perdendo espaço em relação ao primeiro turno, quando teve 26,2%. Lula também ampliou sua votação em relação à primeira fase do pleito na Região Norte, passando de 56,1% para 65,8% do eleitorado.
Alckmin, por sua vez, perdeu espaço em todas as regiões na comparação com o primeiro turno, o que o levou a ter praticamente 2,5 milhões menos votos no total da eleição (passando de 39,9 milhões para 37,4 milhões de votos). E, desta vez, só venceu na Região Sul, onde teve 53,5% dos votos (54,9% no primeiro turno). Lula, que na primeira fase da eleição havia perdido para Alckmin por pequena margem na região Sudeste (45,2% a 43,3%), virou o jogo e fechou o segundo turno com 56,9%, contra 43,1% de Alckmin na soma de votos de São Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais e Espírito Santo.
No Centro-Oeste, onde Alckmin ganhou no primeiro turno, Lula subiu fortemente, atingindo 52,4% dos votos (ante 38,5% no primeiro turno). Na região que abriga a capital do País, o candidato tucano caiu de 51,6% para 47,6% do primeiro para o segundo turno.
O Estado onde Lula obteve a maior votação proporcional foi o Amazonas, com 86,80%. A segunda maior vitória proporcional de Lula foi no Maranhão, com 84,63%, seguido do Ceará, com 82,4%. Alckmin, por sua vez, foi mais bem votado no Estado de Roraima, com 61,5% dos eleitores, Rio Grande do Sul, com 55,3%, e Mato Grosso do Sul, com 55%. No Estado que governava, São Paulo, Alckmin teve 52,3% dos votos, menos do que os 54,2% da primeira fase das eleições. Lula teve em São Paulo, 47,7% dos votos, subindo significativamente em relação aos 36,8% que teve no primeiro turno.