Urzędowanie rozpoczął 3 lutego 2015.
Sergio Mattarella aktywnie zaangażował się w prace tworzenia nowego rządu po wyborach w 2018, które doprowadziły do kryzysu politycznego. 23 maja 2018 misję tworzenia nowego gabinetu powierzył wskazanemu przez Ruch Pięciu Gwiazd i Ligę Północną prawnikowi Giuseppe Contemu. Ten jednak zrezygnował już 27 maja, gdy prezydent odmówił powołania Paola Savony na ministra gospodarki. Następnego dnia misję utworzenia technicznego rządu otrzymał od prezydenta ekonomista Carlo Cottarelli. 31 maja doszło ostatecznie do porozumienia prezydenta z koalicjantami wspierającymi Giuseppe Contego, który ponownie został desygnowany na premiera i przedstawił zaakceptowany przez głowę państwa skład rządu (w którym Paolo Savona otrzymał inne stanowisko, a który zaprzysiężono następnego dnia).
Kolejne wybory prezydenckie zaplanowano na styczeń 2022. Sergio Mattarella konsekwentnie publicznie odmawiał ubiegania się o ponowny wybór. Pierwsze siedem głosowań nie doprowadziło do wyboru następcy, a liderzy ugrupowań nie byli w stanie uzgodnić kompromisowego kandydata. 29 stycznia po siódmym nieudanym głosowaniu Sergio Mattarella wyraził zgodę na kandydowanie, do czego namawiali go premier Mario Draghi i przywódcy większości partii.