Lors de l’élection de 1977, il devient le premier maire afro-américain de La Nouvelle-Orléans en battant le conseiller municipal Joseph V. DiRosa, un collègue démocrate allié de l’ancien maire Victor Schiro, par 90 500 voix contre 84 300. Morial l’emporte avec 95 % des voix des Noirs et 20 % des voix des Blancs, qui proviennent principalement des quartiers des classes moyennes et supérieures d’Uptown. Il remporte cette élection sans le soutien des principales organisations politiques noires locales, comme SOUL et COUP. Pendant la plus grande partie de la campagne électorale, Morial était considéré par la plupart des commentateurs comme un candidat trouble-fête ayant peu de chances de gagner. Morial était une figure polarisante en tant que maire de la Nouvelle-Orléans.
Morial a mené des batailles politiques de longue date avec le conseil municipal, dirigé par son ennemi juré Sidney Barthelemy, et avec COUP, l’organisation politique de Barthelemy. Il passe une grande partie de son mandat de maire à essayer d’accroître la force et l’influence de la mairie sur les organismes gouvernementaux indépendants, tels que le Sewerage and Water Board et le Dock Board (l’organisme de surveillance du port de la Nouvelle-Orléans), un effort qu’il décrit comme une démocratisation de la gouvernance de la ville. Il a construit une puissante machine de patronage en utilisant des employés municipaux non classifiés et l’a utilisée pour vaincre ses adversaires dans la législature de l’État – y compris Hank Braden, Louis Charbonnet et Nick Connor – en parrainant personnellement des challengers peu connus. En 1978, Braden et Charbonnet s’affrontent pour un siège vacant au sénat de l’État, que Braden remporte par 14 voix d’écart.
Dès son premier mandat, Morial doit faire face à une grève des travailleurs de l’assainissement et à une grève de la police qui le conduit à annuler la saison des défilés du Mardi Gras 1979. Le syndicat de la police a fait le pari, auprès de ses membres, qu’une grève coïncidant avec Mardi Gras obligerait la ville à accéder à nombre de leurs demandes, mais Morial a refusé de céder et a été soutenu par les dirigeants de nombreux krewes de Carnaval de la ville. Les krewes de la Nouvelle-Orléans ont annulé leurs défilés cette année-là ou les ont déplacés dans les banlieues d’autres paroisses. Emblématique de la position dure de Morial envers les grévistes de la police est le geste napoléonien qu’il a fait en plaçant son bras à l’intérieur de son manteau et en prenant une pose pugnace caractéristique à l’annonce qu’il annulait Mardi Gras.
La plupart des réalisations de Morial se sont produites au cours de son premier mandat de maire. Développant les efforts de son prédécesseur Moon Landrieu, Morial a redoublé l’engagement de la ville en faveur de la discrimination positive dans l’embauche des travailleurs municipaux et a introduit des quotas d’embauche de minorités pour les entrepreneurs de la ville. La proportion d’employés noirs dans les effectifs de la ville est passée de 40 % en 1977 à 53 % en 1985 sous le mandat de Morial. Sous l’administration de Morial, le nombre d’officiers noirs dans la NOPD a été augmenté pour représenter un tiers des effectifs. Mais des incidents continus de brutalité policière – notamment le meurtre par la police de quatre Noirs à Alger en 1980 – ont nui à la réputation de Morial dans la communauté noire.
Morial a été responsable de l’obtention du financement fédéral Urban Development Action Grant (UDAG) pour plusieurs grands projets, notamment Canal Place et le développement de la brasserie Jax dans le quartier français. Il a continué à soutenir l’accent mis par le maire précédent, Moon Landrieu, sur le tourisme et a essayé de diversifier l’économie en développant le district industriel Almonaster-Michoud dans l’est de la Nouvelle-Orléans, aujourd’hui appelé le New Orleans Regional Business Park. Le centre-ville de la Nouvelle-Orléans a connu un boom immobilier impressionnant, avec la construction de plusieurs tours de bureaux pour accueillir les sièges sociaux, ou les grands bureaux régionaux, de sociétés telles que Freeport-McMoRan, Pan American Life Insurance, Exxon, Chevron, Gulf Oil, Amoco, Mobil, Murphy Oil et Texaco. Au milieu des années 1980, ces entreprises, ainsi que d’autres grands employeurs tels que Royal Dutch Shell, Louisiana Land and Exploration et McDermott International, employaient des milliers de cols blancs dans le centre-ville, et des milliers d’autres étaient employés par d’autres personnes leur fournissant des services. En raison d’une multitude de facteurs, dont le Oil Bust (1986), les inexorables fusions et réductions d’effectifs des entreprises, et le soutien moins qu’efficace des départements de développement économique des administrations suivantes, aucune de ces entreprises, ou de leurs successeurs, ne maintient aujourd’hui une présence importante à la Nouvelle-Orléans – à part Shell et Pan American Life Insurance.
Morial a remporté son second mandat lors d’un second tour de scrutin en mars 1982 avec un autre démocrate, Ron Faucheux, un jeune membre démocrate blanc de la Chambre des représentants de Louisiane de la Nouvelle-Orléans Est. Morial l’emporte avec 100 703 voix (53,2 %) contre 88 583 voix (46,8 %) pour Faucheux. Faucheux est devenu par la suite un consultant politique et un expert connu au niveau national.
Au deuxième mandat de Morial, l’économie de la ville ralentissait et l’augmentation des conflits avec le conseil municipal a conduit à une diminution de la capacité de l’administration Morial à gouverner efficacement. L’Exposition universelle de 1984, qui se déroule au milieu du second mandat de Morial, est une débâcle financière embarrassante qui suscite des commentaires négatifs à l’échelle nationale. L’Exposition universelle s’est déclarée en faillite alors qu’elle était encore en activité et n’a pas réussi à payer de nombreux entrepreneurs, ce qui a porté un coup fatal à de nombreuses sociétés de conception et de construction basées à la Nouvelle-Orléans. Plus généralement, l’échec financier de l’Exposition universelle a gravement sapé le moral de la communauté et présageait de manière inquiétante les temps difficiles de la Oil Bust de 1986.
Après avoir servi deux mandats en tant que maire, Morial a été empêché par la charte de la ville de briguer un troisième mandat. Il a essayé à deux reprises de convaincre les électeurs de modifier la charte pour lui permettre de se représenter, mais les deux propositions ont été solidement rejetées. La force politique de Morial ne s’est pas arrêtée après son départ de l’hôtel de ville en 1986. Il envisagea de se représenter aux élections de 1990, et sa mort soudaine en 1989 pendant la campagne électorale influença la réélection du maire Barthelemy, puisque Morial mourut avant d’avoir pu soutenir un adversaire.