Prezydent Singapuru thumb|240px|Tony Tan, wraz z małżonką, ogłaszający swoją kandydaturę w wyborach, czerwiec 2011 23 czerwca 2011 ogłosił zamiar startu w wyborach prezydenckich zaplanowanych na sierpień 2011. Ogłosił również rezygnację z zajmowanych stanowisk, a także, czego wymaga konstytucja, rezygnację z członkostwa w partii politycznej (PAP). 7 lipca 2011 oficjalnie zarejestrował się jako kandydat w wyborach. 16 sierpnia 2011 jego kandydatura została zatwierdzona przez komisję wyborczą. Tan był preferowanym kandydatem rządzącej Partii Akcji Ludowej.
W wyborach prezydenckich 27 sierpnia 2011 zdobył 35,19% głosów poparcia, nieznacznie pokonując Tan Cheng Bocka, który uzyskał 34,85% głosów oraz Tan Jee Saya (25,04%) i Tan Kin Liana (4,91%). Z powodu różnicy głosów między kandydatami wynoszącej mniej niż 2%, przeprowadzone zostało powtórne liczenie głosów, które potwierdziło wygraną Tony Tana różnicą 7269 głosów (0,34%). Wyborach wzięło udział ok. 2,15 mln obywateli. 1 września 2011 Tan został zaprzysiężony na stanowisku prezydenta Singapuru.