Podczas kampanii wyborczej był liderem sondaży, wyprzedzając w nich urzędującego prezydenta dwukrotnie.
Według sondaży exit poll zwyciężył w wyborach prezydenckich, Maria Corina Machado dwa dni po dniu głosowania stwierdziła, na podstawie protokołów z lokali wyborczych, że otrzymał 73,2% głosów. Jednakże Narodowa Rada Wyborcza w dzień po wyborach ogłosiła, że uzyskał on 44% głosów i zajął drugie miejsce. 22 sierpnia 2024 Sąd Najwyższy Wenezueli orzekł o ważności wyboru Nicolasa Maduro na prezydenta Wenezueli. Edmundo González Urrutia nie uznał tego orzeczenia. Trzykrotnie nie stawił się w prokuraturze w związku z prowadzonym dochodzeniem w sprawie „aktów sabotażu wyborczego”, z tego powodu wydano nakaz jego aresztowania. 8 września 2024 został mu udzielony azyl polityczny w Hiszpanii, gdzie przybył z żoną na pokładzie samolotu hiszpańskich sił zbrojnych. Zapowiedział powrót do kraju w celu objęcia urzędu.
19 września 2024 Parlament Europejski w rezolucji uznał go jako legalnie wybranego prezydenta Wenezueli. 6 stycznia 2025 spotkał się z prezydentem Stanów Zjednoczonych Joe Bidenem, który przyjął go, jako „prezydenta elekta” Wenezueli.