ในเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. 2007 โอบามาได้ประกาศบนเวทีหน้าอาคาร Old State Capitol ในนครสปริงฟิลด์ รัฐอิลลินอยส์ว่าเขาจะลงสมัครรับเลือกตั้งเป็นประธานาธิบดีสหรัฐใน[[การเลือกตั้งประธานาธิบดีสหรัฐ ค.ศ. 2008[89] โอบามาเลือกสถานที่นี้เพราะเป็นที่ซึ่งอดีตประธานาธิบดีอับราฮัม ลินคอล์นกล่าวปราศรัย House Divided เมื่อ ค.ศ. 1858[90] และอ้างถึงคำปราศรัยของลินคอล์นในการที่จะรวมประเทศที่แตกแยกให้เป็นหนึ่งเดียว[91][92] ก่อนหน้าที่โอบามาจะประกาศต่อหน้าสาธารณชนหนึ่งสัปดาห์นั้น

โอบามาได้เรียกร้องให้ยุติการหาเสียงแบบโจมตีคู่แข่ง (negative campaigning)[93] โอบามาได้ให้ความสำคัญในเรื่องของการยุติสงครามอิรัก พลังงาน และการประกันชีวิตแบบสากล[94] ซึ่งเขาได้นำมาเป็นประเด็นหลักในการหาเสียงชิงชัยตำแหน่งตัวแทนพรรคครั้งนี้ ปรากฏว่า เขาได้รับความนิยมจากคนรุ่นใหม่ที่ต้องการความเปลี่ยนแปลง และกลุ่มชาวอเมริกันผิวดำ หลังจากการเลือกตั้งครั้งแรกเสร็จสิ้นลง

ระหว่างการเลือกตั้งครั้งแรกกับการเลือกตั้งทั่วไป โอบามาได้จัดเตรียมบันทึกเอาไว้อย่างมากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งปริมาณการบริจาค.[95][96][97] ในวันที่ 19 มิถุนายน โอบามากลายเป็นคนแรกผู้สมัครชิงตำแหน่งประธานาธิบดีคนแรกที่ปฏิเสธในเรื่องของการคลังสาธารณะ ในการเลือกตั้งทั่วไปตั้งแต่ระบบสร้างขึ้นเมื่อ ค.ศ. 1976[98]

ช่วงเดือนมกราคม ค.ศ. 2008 ในการเลือกตั้งเพื่อชิงตำแหน่งตัวแทนพรรคเดโมแครตเพื่อไปชิงตำแหน่งประธานาธิบดีต่อไปนั้น โอบามาต้องเจอคู่แข่งคนสำคัญคือ ฮิลลารี คลินตัน ซึ่งช่วงแรกต่างคนก็ต่างเอาชนะกันในแต่ละรัฐ[99][100][101][102] ในวันที่ 31 พฤษภาคม ค.ศ. 2008 ทางคณะกรรมการพรรคเดโมแครตแห่งชาติ(DNC) ได้พิจารณาคะแนนโหวตที่รัฐมิชิแกนและฟลอริดาที่กำลังมีความขัดแย้งกันอยู่ อย่างไรก็ตามผลการโหวตครั้งสุดท้ายปรากฏว่าโอบามามีคะแนนนำ[103] ในวันที่ 3 มิถุนายน โอบามาจึงได้เป็นตัวแทนพรรคเดโมแครตไปชิงตำแหน่งประธานาธิบดี[104][105] และในวันเดียวกันนั้น เขาได้แถลงการณ์ถึงชัยชนะที่เซนท์ พอล รัฐมินนิโซตา หลังจากนั้น ฮิลลารี คลินตัน จึงได้ยุติบทบาทในการหาเสียงทั้งหมด แล้วหันมาสนับสนุนโอบามาในวันที่ 7 กรกฎาคม[106] เพื่อที่จะได้ไปเจอกับจอห์น แมคเคน ผู้ท้าชิงตำแหน่งประธานาธิบดีจากพรรคริพับลิกันต่อไป

วันที่ 23 สิงหาคม ค.ศ. 2008 โอบามาได้เลือกโจ ไบเดิน จากรัฐเดลาแวร์ ให้เป็นผู้สมัครชิงตำแหน่งรองประธานาธิบดีในนามพรรคเดโมแครต[107]

ที่ศูนย์ประชุมใหญ่พรรคเดโมแครต ฮิลลารี คลินตัน อดีตคู่แข่งภายในพรรคของโอบามาได้กล่าวสุนทรพจน์สนับสนุนโอบามา ให้เป็นตัวแทนจากพรรคเดโมแครต เพื่อไปต่อสู้กับพรรคริพับลิกันอย่างเป็นทางการ[108][109] ต่อมาในวันที่ 28 สิงหาคม โอบามากล่าวสุนทรพจน์ท่ามกลางผู้สนับสนุนราว 84,000 คน และผู้ที่ดูทางโทรทัศน์อีก 38 ล้านคน และในระหว่างการกล่าวสุนทรพจน์นั้น โอบามาได้รับการยอมรับให้เป็นตัวแทนพรรคลงสมัครชิงตำแหน่งประธานาธิบดีอย่างเป็นทางการ และยังนำเสนอรายละเอียดเกี่ยวกับนโยบายของเขาต่อไป[110][111]

ภายหลังจากการโต้วาที โอบามาได้รับชัยชนะจากโพลต่าง ๆ เมื่อวันที่ 2 พฤศจิกายน ค.ศ. 2008 ยายของเขา แมดาลีน ดันแฮม เสียชีวิตจากโรคมะเร็งในอายุ 86 ปี แต่เขาเพิ่งทราบข่าวในวันถัดมาคือวันที่ 3 พฤศจิกายน ก่อนการเลือกตั้งเพียงวันเดียว[112][113]

ระหว่างที่จอห์น แมคเคนเป็นตัวแทนจากพรรคริพับลิกันสมัครชิงตำแหน่งประธานาธิบดี มีการโต้วาทีกันถึง 3 ครั้งระหว่างโอบามากับแมคเคนในเดือนกันยายนและเดือนตุลาคม ค.ศ. 2008[114][115] สำหรับผลการเลือกตั้งในเดือนพฤศจิกายนปีเดียวกันนั้น เขาชนะการเลือกตั้งแบบป็อปปูลาร์โหวต 53% และ ชนะเลือกตั้งแบบอิเล็กโทรรอลโหวตอย่างท้วมท้น ต่อมาก็มีการจัดเฉลิมฉลองตามท้องถนนในหลายเมืองของสหรัฐและทั่วโลกภายหลังจากที่ทราบผลการเลือกตั้งทันที[116]

ชัยชนะ

ในวันที่ 4 พฤศจิกายน ค.ศ. 2008 บารัก โอบามาชนะเลือกตั้งแบบอิเล็กทรอรัลโหวต 365 คะแนน ซึ่งจอห์น แมคเคนได้เพียงแค่ 173 คะแนน[117] และกลายเป็นชาวแอฟริกันอเมริกันคนแรกที่ได้เป็นประธานาธิบดีของสหรัฐฯ[118][119][120][121] เขาได้ประกาศชัยชนะต่อประชาชนหลายแสนคน ที่สนับสนุนให้เขาเป็นประธานาธิบดีที่แกรนด์ปาร์ค ชิคาโกว่า "การเปลี่ยนแปลงได้มาถึงอเมริกาแล้ว" ("change has come to America")[122]

ในวันที่ 8 มกราคม ค.ศ. 2009 ในการประชุมร่วมกันของสมาชิกจากสองสภาของรัฐสภาสหรัฐ ได้รับรองผลอิเล็กทอรัลโหวต ในการเลือกตั้งประธานาธิบดีสหรัฐ ค.ศ. 2008 โดยใช้การนับจำนวนคะแนนเสียงที่โหวตให้ บารัก โอบามาได้รับการประกาศให้เป็นประธานาธิบดีโดยมีโจ ไบเดิน เป็นรองประธานาธิบดี[123]