由目前中华民国自由地区五个原有或新成立的直辖市（台北市、新北市、台中市、台南市及高雄市）选出新一届的市长及市议员。其中除台北市维持其原有规模外，新北市、台中市及台南市分别由原台湾省辖之台北县改制、台中县台中市合并改制及台南县台南市合并改制，而高雄市则由原直辖市高雄市及台湾省辖之高雄县合并改制。
这场选战是续2009年县市长选举后，中国国民党的马英九政府所面临的另一次全国性选举，被视为对新政府的另一轮信任投票。由于五个直辖市的人口合计达1,370万，占全台湾总人口的六成左右，故此次选举被视为台湾政治局势日后发展的关键指标，同时也具有2012年总统大选前哨战的重大意义。

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2010年中华民国直辖市市长选举结果：
蓝色：中国国民党所赢得之台北市、新北市及台中市。

绿色：民主进步党所赢得之台南市及高雄市。

台北市情形：

台北市议员选举情形：

新北市情形：

新北市议员选举情形：

台中市情形：

台中市议员选举情形：

台南市情形：

民进党籍赖清德压倒性优势！