Er hatte bereits im ersten Wahlgang vor zwei Wochen klar vorne gelegen, die absolute Mehrheit jedoch knapp verfehlt. Das Interesse an der Direktwahl des Stadtoberhaupts war gering: Die Wahlbeteiligung betrug bei der Stichwahl 25,8 Prozent. Beim ersten Wahlgang am 17. Juni waren es 32,8 Prozent. Bei der letzten Bürgermeisterwahl 2009 hatte die Wahlbeteiligung noch 45,7 Prozent betragen. Insgesamt waren am Sonntag gut 365.000 Duisburger aufgerufen, ihre Stimme abzugeben.
Der bisherige Oberbürgermeister Sauerland war im Februar wegen seines Umgangs mit der Loveparade-Katastrophe in einem Bürgerentscheid abgewählt worden. Er verlor als erstes Stadtoberhaupt in Nordrhein-Westfalen auf Initiative von Bürgern sein Amt. Sauerland hatte sich geweigert, politische Verantwortung für das Loveparade-Unglück vor zwei Jahren zu übernehmen. Am 24. Juli 2010 waren bei einer Massenpanik während der Techno-Parade 21 Menschen ums Leben gekommen, etwa 500 wurden verletzt.
Beim ersten Wahlgang waren auch parteilose Kandidaten angetreten, darunter der Geschäftsführer der Jüdischen Gemeinde in Duisburg, Michael Rubinstein, der mit 11,6 Prozent der Stimmen einen Achtungserfolg erzielte. In die Stichwahl kamen dann aber die Bewerber der beiden großen Parteien.