Wybory prezydenckie i prezydentura W 2004 był jednym z dwóch głównych kandydatów w wyborach prezydenckich. Przed pierwszą turą uzyskał poparcie m.in. ugrupowań wchodzących w skład Naszej Ukrainy (Ukraińska Partia Ludowa, Ludowy Ruch Ukrainy, Reformy i Porządek, Partia Solidarność, Kongres Ukraińskich Nacjonalistów) i Bloku Julii Tymoszenko. Jego głównym konkurentem stał się premier Wiktor Janukowycz, wyznaczony przez ówczesnego prezydenta Łeonida Kuczmę na swojego następcę. Ukraińska opozycja obawiała się, że wyniki wyborów zostaną sfałszowane przez obecne władze, na co wskazywały liczne nieprawidłowości podczas kampanii wyborczej, w tym likwidowanie niezależnych mediów, tolerowanie chuligańskich ataków na zwolenników Wiktora Juszczenki oraz możliwa próba otrucia kandydata.

Według Michaela Zimpfera z austriackiego szpitala Rudolfinerhaus przeprowadzone badania dowiodły, że pogorszenie stanu zdrowia byłego premiera nastąpiło z powodu bardzo wysokiej koncentracji dioksyny (TCDD). Tę teorię sugerował poprzednio John Henry, toksykolog z londyńskiego szpitala St. Mary’s Hospital, opierając się na widocznych zmianach skórnych, będących charakterystycznym objawem zatrucia dioksyną. Inne teorie, zakładające ostrą postać infekcji wirusowej, zostały obalone.