El jefe o jefa de Gobierno de la Ciudad de México es el titular del poder ejecutivo de la entidad. Es elegido mediante voto directo y universal. Una vez electo, entra en funciones el 5 de octubre del año de la elección. Su cargo dura un periodo de seis años, sin posibilidad de reelección; ni siquiera en el caso de haberlo desempeñado como interino, provisional o sustituto. El cargo solo es renunciable por causa grave, que deberá ser calificada por el Congreso Local. En caso de muerte, destitución o renuncia, asume de manera inmediata y provisional el cargo, el secretario de gobierno, después, con las reservas que contempla la constitución local, corresponde al Congreso nombrar un sustituto o interino; en caso de que esa ausencia se produzca el día de la toma de posesión, asumirá provisionalmente el cargo, el presidente del Congreso local.
El cargo existe desde su inclusión en la Constitución federal vigente y el Estatuto de Gobierno del Distrito Federal, a través de la reforma política de 1993, siendo su primer titular Cuauhtémoc Cárdenas desde el 5 de diciembre de 1997. En suma diez individuos ocuparon en el mismo número de periodos distintos la jefatura de gobierno, ya fuera de manera constitucional, provisional, interina, sustituta o incluso como encargado de despacho.
La vigente Constitución local prevé dicho cargo en su título quinto, capítulo segundo, y es abordado por los tres apartados, y diversos puntos e incisos, que componen el artículo 32. En ellos se especifican las obligaciones, facultades, requisitos y restricciones al cargo; especificaciones que van desde el mando de la fuerza pública de la Ciudad (policía local); la titularidad de las políticas económica, desarrollo social y de seguridad pública; la promulgación y ejecución de las leyes emitidas por el poder legislativo; proponer nombramientos a cargos que requieren aprobación del Congreso; y diversas prerrogativas concedidas en otros artículos de la misma carta magna y las leyes locales.
Además, es la cabeza de la Administración Pública Local y es auxiliado por un gabinete compuesto por varias secretarías, dependencias locales, organismos descentralizados y direcciones generales, los cuales tienen a su cargo diversas carteras de interés público, además de distintos asesores adscritos a la oficina de la jefatura de gobierno.
Los primeros documentos normativos del movimiento insurgente, en el marco de la Guerra de Independencia, no mencionaban con exactitud los cargos en los que se depositarían los poderes locales en las provincias de Nueva España; sin embargo sí marcaban la pauta de constituir una federación que implicaba, trasladar a escala provincial, los mismos cargos que se establecieran para toda la nación. Tal fue el caso de la Constitución de Apatzingán que hacia mención de los diputados como representantes de las provincias para la eventual fundación de un Congreso Nacional. No obstante, en el caso de la Ciudad de México capital del virreinato, las únicas menciones hechas por los referidos documentos fueron el reconocimiento de ella como consecuente capital de la nueva nación, referencia realizada por los Elementos Constitucionales de 1812, y por los Tratados de Córdoba de 1821, que la declaraba capital del Imperio Mexicano, aunque sin especificar su organización política. El estatus de sede de gobierno fue ratificado en el Acta de Independencia del Imperio Mexicano, que la nombraba Capital del Imperio.
El 20 de septiembre de 1821, el último cabildo virreinal, recibió al último representante del Rey de España, que llegaba a gobernar, Juan O'Donoju, este mismo recibió a la puerta del Palacio Virreinal a Agustín de Iturbide entregándole las llaves de la ciudad con lo que se disolvió el Ayuntamiento de México dando paso al periodo independiente.
Por razones prácticas el cuerpo continuó funcionando con las mismas reglas generales, luego que el Reglamento Provisional Político del Imperio Mexicano, promulgado el 18 de diciembre de 1822, determinara para los pueblos, villas y ciudades mantener la misma administración de la Constitución de Cádiz, es decir, un Ayuntamiento integrado por uno o dos alcaldes, varios regidores, un sindico y un procurador, y el representante Real; con la variante de que los puestos ya no eran a perpetuidad y el representante Real fue sustituido por un representante del Emperador Mexicano y a partir de la caída del Primer Imperio Mexicano de un Representante de Congreso.
La Constitución de 1824, definió de manera ambigua el destino de Ciudad de México, pues estableció entre las facultades del Congreso, la de nombrar una sede de los poderes de la unión, por lo que se abrió un largo debate para ello, situación que alargó el periodo de gobierno del aún existente Ayuntamiento. Al erigirse y reglamentarse el Distrito Federal, se mantuvo el ayuntamiento de la ciudad pero ahora lo era también del Distrito Federal, que en ese momento solo era un territorio de 8.3 km de diámetro, teniendo como centro la Plaza de la Constitución. Con la promulgación del decreto de creación de esta entidad federativa el 18 de noviembre de 1824, se estableció de manera definitiva la forma de gobierno y organización política de la capital. Se encargó su cuidado administrativo a una persona, que en dicha constitución se le denominaba "gobernador", que era elegido directamente por el Ejecutivo Federal, dependía de este y coexistía con el Ayuntamiento. Si bien José Joaquín Francisco Jerónimo Morán y del Villar-Cossío y Melchor Múzquiz ya habían gobernado con la denominación de "Gobernador", sería Manuel Gómez Pedraza el primero en ocupar el puesto de manera constitucional, luego de promulgado el mencionado decreto, (aunque ya gobernaba a partir del 3 de marzo de 1824).
A lo largo del siglo XIX, la inestabilidad política que vivió el país, se trasladó a la realidad capitalina; las invasiones estadounidense y francesa; Así como los conflictos entre liberales y conservadores (en cualquiera de sus variantes como bandos antagónicos: republicanos contra monárquicos y federalistas contra centralistas) ocasionaban, revueltas, motines e incluso guerras civiles como la Guerra de Reforma. Todo lo anterior obligaba a una gran cantidad de autoridades electas a dimitir a escasos meses de ejercer la responsabilidad, o a nombrar un sustituto mientras reorganizaban la defensa del régimen.
A todo ello se suma el cambio de paradigma constitucional que vivieron todos las entidades durante los regímenes centralistas. Las Siete Leyes de 1836 y las Bases Orgánicas de 1843 suprimieron el sistema federalista; no obstante, la capital del país solo perdió su condición o denominación de Distrito Federal, pues sus autoridades locales siguieron ligadas directamente al presidente de la república; aunque las funciones de su gobernador eran más parecidas a las de un alcalde, y en tiempos de guerra, a las de un Jefe Militar. Esta condición se repitió durante el Segundo imperio cuando el cargo se sustituyó por el de Prefecto político, aunque dada su condición de "Capital Imperial", con funciones más cercanas a las de un alcalde y sujeto directamente a la autoridad del Emperador.
La Constitución de 1857 restableció el cargo de gobernador, hecho con el que además, reconoció como entidad federativa, con la denominación de Estado del Valle de México, al Distrito Federal; aunque bajo la indicación de que solo podría alcanzar dicha categoría (la de estado), en caso de que los Poderes de la Unión abandonaran la Ciudad de México. Sin embargo la carta magna si depositó la elección de las autoridades locales en el voto popular, por primera vez en la historia. Durante el porfiriato las figuras de los ejecutivos locales, además de ser muy cercanas al presidente Porfirio Díaz, estuvieron casi siempre ligadas a los cacicazgos militares y económicos, situación que, aunque fortaleció y consolidó el cargo, devino en autoritarismos locales.
Durante la Revolución mexicana el cargo padeció constantes cambios, producto de la entrada o salida de distintos bandos armados que impulsaban o imponían a gobernadores leales de acuerdo a las circunstancias. La Constitución de 1917 reafirmó el federalismo y el estatus especial de Ciudad de México, es decir, un Distrito Federal con autoridades electas y con la eventualidad de volverse estado solo si dejase de ser la sede de los poderes de la unión.