Ngày 22 tháng 9 năm 2005 Paris Match xuất bản một cuộc phỏng vấn trong đó bà tuyên bố đang xem xét việc chạy đua cho chức tổng thống năm 2007.[9] Năm 2006 luật CPE (Hợp đồng lao động đầu tiên) được đệ trình dẫn tới những cuộc tuần hành phản đối lớn. Thay vì đi theo sự phản đối có tổ chức, bà bỏ phiếu cho một luật ở "vùng" của bà theo đó không công ty nào sử dụng kiểu hợp đồng đó nhận được các khoản hỗ trợ của vùng. Chính phủ lùi bước và nói rằng điều luật sẽ được đưa vào trong một cuốn sách luật, nhưng nó sẽ không được áp dụng. Sau sự kiện này Royal được cho là đối thủ hàng đầu trong cái được gọi là cuộc đua "Sarko-Sego" chống lại Nicolas Sarkozy. Cho tới thời điểm đó, bà vẫn chưa được cho là một ứng cử viên có tiềm năng bởi bà vẫn đứng ngoài các cuộc tranh giành quyền lực của Đảng Xã hội.[cần dẫn nguồn]

Ngày 7 tháng 4 năm 2006, Royal tung ra một chiến dịch tranh cử trên internet tại địa chỉ Désirs d'avenir ("Desires for the future"), công bố mười điểm đầu tiên của bản công bố chính trị của mình.[cần dẫn nguồn]

Tới đầu tháng 9, những ý định của bà đã trở nên khá rõ ràng. Bà đã nói rằng chỉ sự phân biệt đối xử nam nữ lan rộng trong Đảng Xã hội đã khiến đảng không thể ủng hộ tư cách ứng cử viên của bà như nó phải làm nếu bà là một người đàn ông. Bà thông báo một đội chính thức để thực hiện chiến dịch của mình ngày 30 tháng 8. Ở thời điểm này, các cuộc thăm dò cho thấy bà được nhiều người ủng hộ hơn so với ứng cử viên gần nhất cựu Thủ tướng Lionel Jospin, và các nhân vật có ảnh hưởng khác của Đảng Xã hội là Dominique Strauss-Kahn, Jack Lang, một cựu Thủ tướng khác Laurent Fabius và François Hollande.

Vị trí ứng cử viên tổng thống của bà dường như tới gần hơn bao giờ hết ngày 28 tháng 9 năm 2006, khi Lionel Jospin thông báo ông sẽ không tham gia. Jack Lang theo sau. Ngày 16 tháng 11, Royal đánh bại Laurent Fabius và Dominique Strauss-Kahn trong vòng một của Đảng Xã hội Pháp, trở thành ứng cử viên của đảng trong cuộc bầu cử tổng thống năm 2007. Các thành viên Đảng Xã hội đã bỏ phiếu cho bà với tỷ lệ 60.69% và chưa tới 20% cho mỗi đối thủ. Bà tiành thắng lợi 101 trên 104 của fédérations của Đảng Xã hội, chỉ mất ba phiếu của Haute-Corse, Mayotte và Seine-Maritime (Seine-Maritime là vùng quê hương của Laurent Fabius).

Một trong những cố vấn hàng đầu bà, Éric Besson, đã từ chức ngay sau đó vì sự bất đồng về các chi phí cho chương trình này, mà ông cho là phải lên tới €35 triệu, trong khi những người khác trong đội muốn trì hoãn việc đưa ra con số đó. [Con số tương đương với quỹ của Sarkozy nhưng cao hơn của Bayrou, người trở thành một nhân vật đáng chú ý trong cuộc đua.][10] Điều này dẫn tới một sự chia rẽ cay đắng, và Besson đã viết một cuốn sách có tựa đề Qui connaît Madame Royal ? (Ai biết Bà Royal?), xuất bản ngày 20 tháng 3. Trong đó, Besson buộc tội Royal là người theo chủ nghĩa dân tuý, một người độc đoán và một người bảo thủ và nói rằng ông sẽ không bỏ phiếu cho bà và hy vọng bà sẽ không thắng cử.[11] Sau đó ông gia nhập với đội của Sarkozy và được trao một chức nhỏ trong chính phủ tiếp theo ngày 18 tháng 5 năm 2007.

Sau vòng một cuộc bầu cử tổng thống, bà đối đầu với Nicolas Sarkozy ở vòng hai ngày 6 tháng 5 trong một cuộc chạy đua hai lần. Ở vòng bỏ phiếu cuối cùng ngày Chủ nhật mùng 6 tháng 5, đối thủ của bà Nicolas Sarkozy giành chức tổng thống với 53% số phiếu.[2] Royal thừa nhận thất bại và chúc Sarkozy thành công, yêu cầu ông chú ý tới những người ủng hộ bà.

Sau này Royal tiết lộ bà đã đề nghị ứng cử viên trung tả đã thua cuộc, Francois Bayrou, chức thủ tướng nếu bà thắng cử.[12]