Pada 22 Januari 2010, Perdana Menteri Finland Matti Vanhanen mengumumkan mengundurkan diri dari Parti Pusat pada Konvensyen Jun 2010. Kiviniemi mengumumkan pencalonan dirinya untuk kekosongan itu. Kempen dilancarkan pada bulan April 2010.

Pada 12 Jun 2010, Kiviniemi menewaskan Mauri Pekkarinen dengan 1.357 ke 1.035. Perdana Menteri Matti Vanhanen bertemu dengan Presiden Finland Tarja Halonen pada 18 Jun meminta izin untuk mengundurkan diri sebagai Perdana Menteri. Perlantikan Kiviniemi telah diluluskan oleh Parlimen pada 22 Jun 2010, dengan nisbah suara 115-56 dan 29 ahli parlimen . Pemilihannya ini merupakan wanita Finland kedua menjadi Perdana Menteri Finland selepas Anneli Jäätteenmäki (17 April 2003 hingga 14 Jun 2003).