Elección presidencial de 2020
Biden siguió involucrado en la política y fue un crítico vocal del presidente Donald Trump. El propio Biden se enfrentó a la censura cuando, en 2019, varias mujeres le acusaron de contacto físico inapropiado, sobre todo de abrazos y besos. Aunque su respuesta fue ampliamente ridiculizada – «Lamento no haber entendido más….-, no me arrepiento de nada de lo que he hecho. Nunca he sido irrespetuoso intencionadamente con un hombre o una mujer», su popularidad siguió siendo alta. En medio de la creciente especulación de que se presentaría a la presidencia en 2020, Biden anunció su candidatura en abril de 2019, uniéndose a un abarrotado campo demócrata.
Biden se convirtió inmediatamente en uno de los favoritos, y llevó a cabo una plataforma que se consideraba moderada, especialmente en comparación con candidatos como Bernie Sanders. Sin embargo, una mala actuación en el primer debate del partido en junio de 2019 hizo que se cuestionara a Biden, y su apoyo cayó. Después de las tres primeras contiendas de nominación a principios de 2020, Sanders parecía preparado para convertirse en el nominado del partido. Sin embargo, la preocupación por la capacidad de elección de Sanders en las elecciones generales galvanizó a los votantes moderados, y en Carolina del Sur, a finales de febrero, Biden obtuvo una rotunda victoria. Numerosos candidatos abandonaron posteriormente, y a principios de marzo la carrera se había convertido en una carrera de dos hombres entre Biden y Sanders. A medida que Biden registraba más victorias, no tardó en tomar una ventaja dominante en cuanto a delegados. Después de que la pandemia de coronavirus paralizara la carrera, Sanders abandonó en abril y Biden se convirtió en el presunto candidato demócrata.
En los meses siguientes, Biden esbozó una plataforma que incluía una serie de políticas que atraían a los progresistas. En particular, apoyó la ayuda gubernamental a las comunidades de bajos ingresos, una ambiciosa legislación sobre el cambio climático, la atención infantil asequible y la ampliación de los planes federales de atención sanitaria, como la Ley de Protección al Paciente y Atención Asequible, que se había promulgado durante la presidencia de Obama. Durante este tiempo, Biden ganó una ventaja algo considerable sobre Trump en las encuestas a nivel nacional, debido, en parte, a las críticas a la respuesta del presidente a la pandemia, que había provocado una recesión económica que rivalizaba con la Gran Depresión. En agosto de 2020, Biden eligió a Kamala Harris como compañera de fórmula -se convirtió en la primera mujer afroamericana que aparecía en la candidatura nacional de un partido importante- y ese mismo mes fue nombrado oficialmente candidato presidencial demócrata. Aunque las encuestas previas a las elecciones mostraban a Biden con una ventaja significativa en los principales estados en disputa, la contienda real resultó ser mucho más reñida. Sin embargo, Biden y Harris consiguieron reconstruir el llamado «Muro Azul» a través de los estados del Cinturón del Óxido del Medio Oeste, y el 7 de noviembre, cuatro días después de las elecciones, Biden consiguió los 270 votos electorales necesarios para hacerse con la presidencia. El total de votos electorales de Biden fue de 306 frente a los 232 de Trump; Biden ganó el voto popular por más de siete millones de votos.
En las semanas siguientes, Trump y varios otros republicanos impugnaron los resultados de las elecciones, alegando fraude electoral. Aunque se presentaron varias demandas, no se aportaron pruebas que respaldaran las acusaciones, y la gran mayoría de los casos fueron desestimados. Durante este tiempo, Biden y Harris iniciaron la transición a una nueva administración, anunciando una agenda y seleccionando personal. A principios de diciembre, todos los estados habían certificado los resultados de las elecciones, y el proceso pasó entonces al Congreso para la certificación final. En medio de los reiterados llamamientos de Trump para que los republicanos anularan la elección, un grupo de congresistas, entre los que destacaban los senadores Josh Hawley (Missouri) y Ted Cruz (Texas), anunciaron que impugnarían a los electores de varios estados. Poco después de iniciarse el proceso, el 6 de enero de 2021, una turba de partidarios de Trump irrumpió en el Capitolio de Estados Unidos. Se necesitaron varias horas para asegurar el edificio, pero Biden y Harris fueron finalmente certificados como ganadores. Dos semanas después, en medio de una masiva presencia de seguridad, Biden juró como presidente.