Dez unidades da federação decidiram no segundo turno quem seria o próximo governante estadual. Algumas surpresas ocorreram, como no Maranhão, onde a candidata do PFL ao governo do estado, Roseana Sarney, perdeu a eleição para o seu adversário, o pedetista Jackson Lago. Roseana contou com o apóio do presidente Lula, reeleito com uma voação histórica.
 
A disputa pelo governo do Paraná foi a mais acirrada do país. O atual governador Roberto Requião (PMDB) foi reeleito com 50,02% dos votos válidos. O que representa uma vantagem de cerca de 10 mil votos em relação a seu opositor, o senador Osmar Dias (PDT).
 
No Rio de Janeiro, a apuração das urnas confirmou as pesquisas de intenção de voto dos mais variados institutos durante o segundo turno. O senador Sérgio Cabral (PMDB) foi eleito governador do estado com 68% dos votos válidos.

Em Pernambuco, o candidato Eduardo Campos (PSB) chegou ao governo do estado nordestino com 65% dos votos válidos. Na Paraíba, o governador Cássio Cunha Lima (PSDB) foi reeleito com 51% dos votos válidos.
 
A candidata tucana Yeda Crusius foi eleita para governar o Rio Grande do Sul com 54% dos votos válidos. Em Goiás, Alcides Rodrigues (PP) foi reeleito com 57% dos votos válidos.

Seguem os resultados das eleições de segundo turno para governador, com os percentuais dos votos válidos apurados:

Goiás
Alcides Rodrigues (PP) – 1.508.024  votos, 57% dos votos válidos – reeleito
Maguito Vilela (PMDB) – 1.131.106 votos, 43% dos votos válidos

Maranhão
Jackson Lago (PDT) – 52% – eleito
Roseana Sarney (PFL) – 48%

Pará
Ana Júlia Carepa (PT) – 55% – eleita
Almir Gabriel (PSB) – 45%

Paraíba
Cássio Cunha Lima (PSDB) – 1.003.102 votos, 51% dos votos válidos – reeleito
José Maranhão (PMDB) – 950.269 votos, 49% dos votos válidos

Paraná
Roberto Requião (PMDB) – 2.668.611 votos, 50,02%  dos votos válidos – reeleito
Osmar Dias (PDT) – 2.658.132 votos, 49,98% dos votos válidos

Pernambuco
Eduardo Campos (PSB) – 2.623.297 votos, 65% dos votos válidos – eleito
Mendonça Filho (PFL) – 1.390.273 votos, 35% dos votos válidos

Rio de Janeiro
Sérgio Cabral (PMDB) – 5.129.064 votos, 68% dos votos válidos – eleito
Denise Frossard (PPS) – 2.413.546 votos, 32% dos votos válidos

Rio Grande do Norte
Wilma Faria (PSB) – 824.101 votos, 52% dos votos válidos – reeleita
Garibaldi Alves Filho (PMDB) – 749.172 votos, 48% dos votos válidos

Rio Grande do Sul
Yeda Crusius (PSDB) – 3.377.973 votos, 54% dos votos válidos – eleita
Olívio Dutra (PT) – 2.884.092 votos, 46% dos votos válidos

Santa Catarina
Luiz Henrique (PMDB) – 1.685.184 votos, 53% dos votos válidos – reeleito
Esperidião Amin (PP) – 1.511.916 votos, 47% dos votos válidos

Governadores reeleitos no segundo turno
 
Goiás – Alcides Rodrigues (PP)
 
Paraíba – Cássio Cunha Lima (PSDB)
 
Paraná – Roberto Requião (PDT)
 
Rio Grande do Norte – Wilma Faria (PSB)
 
Santa Catarina – Luiz Henrique (PMDB)

Governadores reeleitos no primeiro turno

Amazonas – Eduardo Braga ( PMDB)

Amapá – Waldez Góes (PDT)

Espírito Santo – Paulo Hartung (PMDB)

Minas Gerais – Aécio Neves (PSDB)

Mato Grosso – Blairo Maggi (PPS, agora, sem partido)

Piauí – Wellington Dias (PI)

Rondônia – Ivo Cassol (PPS)

Tocantins – Marcelo Miranda (PMDB)

Roraima – Ottomar Pinto (PSDB)

A lista dos governadores
 
Acre – Binho Marques (PT)

Alagoas – Teotônio Vilela (PSDB)

Amazonas – Eduardo Braga (PMDB)

Amapá – Waldez Góes (PDT)

Bahia – Jackson Wagner (PT)
 
Ceará – Cid Gomes (PSB)
 
Distrito Federal – José Roberto Arruda (PFL)
 
Espírito Santo – Paulo Hartung (PMDB)
 
Goiás – Alcides Rodrigues (PP)
 
Maranhão – Jackson Lago (PDT)
 
Minas Gerais – Aécio Neves (PSDB)
 
Mato Grosso do Sul – André Puccinelli (PMDB)
 
Mato Grosso – Blairo Maggi (PPS, agora, sem partido)
 
Pará – Ana Júlia (PT)
 
Paraíba – Cássio Cunha Lima (PSDB)
 
Pernambuco – Eduardo Gomes (PSB)
 
Piauí – Wellington Dias (PT)
 
Paraná – Roberto Requião (PDT)
 
Rio de Janeiro- Sérgio Cabral (PMDB)
 
Rio Grande do Norte – Wilma Faria (PSB)
 
Rondônia – Ivo Cassol (PPS)
 
Roraima – Ottomar Pinto (PSDB)
 
Rio Grande do Sul – Yeda Crusius (PSDB)
 
Santa Catarina – Luiz Henrique (PMDB)
 
Sergipe – Marcelo Déda (PT)
 
São Paulo – José Serra (PSDB)
 
Tocantins – Marcelo Miranda (PMDB)