Εκλογές για την ηγεσία του Συντηρητικού Κόμματος το 2016
Μέι ήταν υποψήφια στις επερχόμενες εκλογές για την ηγεσία του Συντηρητικού Κόμματος. Η Μέι περιέγραψε τον εαυτό της ως υποψήφια που θα ενώσει το κόμμα μετά το "διχαστικό" δημοψήφισμα (Brexit). Κέρδισε την πρώτη ψηφοφορία στις 5 Ιουλίου 2016 με μεγάλη διαφορά και ποσοστό 50% των ψήφων. Στις 7 Ιουλίου, η Μέι κέρδισε τις ψήφους 199 βουλευτών, αντιμετωπίζοντας την ψήφο των μελών του Συντηρητικού Κόμματος σε μια αναμέτρηση με την Andrea Leadsom.
Η απόσυρση της Leadsom από τον διαγωνισμό στις 11 Ιουλίου είχε ως αποτέλεσμα η Μέι να οριστεί αρχηγός του κόμματος και, ως εκ τούτου, πρωθυπουργός, αξίωμα το οποίο ανέλαβε στις 13 Ιουλίου 2016.
Πρώτες ημέρες
Αφού διορίστηκε από τη βασίλισσα στις 13 Ιουλίου 2016, η Μέι έγινε η δεύτερη γυναίκα πρωθυπουργός του Ηνωμένου Βασιλείου, μετά τη Μάργκαρετ Θάτσερ. Είναι η πρώτη γυναίκα πρωθυπουργός του 21ου αιώνα.
Η Μέι δήλωσε στα μέσα ενημέρωσης στις 12 Ιουλίου 2016 ότι ήταν "τιμή και ταπεινή" να είναι ηγέτης του κόμματος και να γίνει πρωθυπουργός. Απαντώντας σε ορισμένες εκκλήσεις για γενικές εκλογές (που αναφέρθηκαν από τα ειδησεογραφικά μέσα ενημέρωσης) για να επιβεβαιωθεί η εντολή της, "πηγές προσκείμενες στην κ. Μέι" δήλωσαν ότι δεν θα υπάρξουν τέτοιες εκλογές σύμφωνα με το BBC.
Ένα μεγάλο ζήτημα που έπρεπε να αντιμετωπίσει η Μέι κατά τη διάρκεια της πρωθυπουργίας της είναι το Brexit, μετά την ψήφο της Βρετανίας για έξοδο από την Ευρωπαϊκή Ένωση. Η Μέι ηγήθηκε των συνομιλιών με την Ευρωπαϊκή Ένωση για να σχεδιάσουν τον τρόπο με τον οποίο θα γίνει η διάσπαση.
Η Μέι ασχολήθηκε επίσης με τον πόλεμο στο Ιράκ και τη Συρία. Έχει χρησιμοποιήσει τον στρατό της Βρετανίας για την καταπολέμηση του ISIS και στις δύο χώρες. Βρετανικά στρατεύματα έχουν συμμετάσχει στη μάχη της Μοσούλης, βοηθώντας τον ιρακινό στρατό και τις κουρδικές δυνάμεις.
Γενικές εκλογές, 2017
Στις 18 Απριλίου 2017 η Τερέζα Μέι εξέπληξε τον κόσμο λέγοντας ότι ήθελε να κάνει πρόωρες βουλευτικές εκλογές στις 8 Ιουνίου. Την επόμενη ημέρα η Βουλή των Κοινοτήτων ψήφισε υπέρ της διεξαγωγής γενικών εκλογών τον Ιούνιο.
Στην αρχή της προεκλογικής εκστρατείας οι Συντηρητικοί είχαν μεγάλο προβάδισμα στις δημοσκοπήσεις. Καθώς η εκστρατεία προχωρούσε, το Εργατικό Κόμμα κέρδισε μεγαλύτερη υποστήριξη και άρχισε να ανεβαίνει στις δημοσκοπήσεις. Την ημέρα των εκλογών οι Συντηρητικοί τα πήγαν χειρότερα από ό,τι αναμενόταν και η Μέι έχασε την πλειοψηφία της στη Βουλή των Κοινοτήτων.
Ψήφος δυσπιστίας
Στις 12 Δεκεμβρίου 2018, ο πρόεδρος της επιτροπής του 1922 έλαβε αρκετές επιστολές με επίσημες αιτήσεις, ώστε να δικαιολογηθεί αυτό που σε ορισμένες χώρες του συστήματος Westminster αποκαλείται διαρροή ηγεσίας, η οποία προγραμματίστηκε αμέσως για το επόμενο βράδυ. Πολλοί λένε ότι αυτό οφείλεται στη συμφωνία για το Brexit και στον τρόπο με τον οποίο η Μέι χειρίζεται τη συμφωνία. Πριν από την ψηφοφορία, η Μέι δήλωσε αργότερα την ίδια ημέρα ότι δεν θα ηγηθεί του κόμματός της στις επόμενες γενικές εκλογές. Η Μέι θα κέρδιζε στη συνέχεια την ψήφο εμπιστοσύνης.
Ήττα του Brexit
Στις 15 Ιανουαρίου 2019 η κυβέρνηση της Τερέζα Μέι ηττήθηκε στη Βουλή των Κοινοτήτων με πλειοψηφία 203 ψήφων σε ψηφοφορία σχετικά με τη συμφωνία της για την αποχώρηση από την Ευρωπαϊκή Ένωση. Πρόκειται για τη μεγαλύτερη πλειοψηφία κατά κυβέρνησης του Ηνωμένου Βασιλείου που έχει υπάρξει ποτέ.
Παραίτηση
Στις 24 Μαΐου 2019, η Μέι ανακοίνωσε ότι θα παραιτηθεί από την ηγεσία του Συντηρητικού Κόμματος με ισχύ από τις 7 Ιουνίου και ότι θα παραμείνει πρωθυπουργός μέχρι να επιλεγεί ο αντικαταστάτης της.
Στις γενικές εκλογές του 2019 επανεξελέγη στην εκλογική της περιφέρεια Maidenhead.