Bij de verkiezingen van 1977 werd hij de eerste Afro-Amerikaanse burgemeester van New Orleans door gemeenteraadslid Joseph V. DiRosa, een mede-Democraat die banden had met voormalig burgemeester Victor Schiro, te verslaan met 90.500 tegen 84.300 stemmen. Morial won met 95% van de zwarte stemmen en 20% van de blanke stemmen, die voornamelijk afkomstig waren uit de midden- en hogere klasse in de districten van Uptown. Hij won deze verkiezing zonder de steun van grote lokale zwarte politieke organisaties, zoals SOUL en COUP. Gedurende het grootste deel van de verkiezingscampagne werd Morial door de meeste commentatoren gezien als een kandidaat die weinig kans maakte op de overwinning. Morial was een polariserende figuur als burgemeester van New Orleans.
Morial voerde langdurige politieke gevechten met de gemeenteraad, geleid door zijn aartsrivaal Sidney Barthelemy, en met COUP, Barthelemy’s politieke organisatie. Een groot deel van zijn tijd als burgemeester besteedde hij aan het vergroten van de kracht en invloed van het burgemeestersambt op onafhankelijke, door de staat ingestelde overheidsorganen, zoals de Sewerage and Water Board en de Dock Board (het toezichthoudende orgaan voor de haven van New Orleans), een poging die hij beschreef als een democratisering van het stadsbestuur. Hij bouwde een machtige patronage machine op met behulp van niet-geclassificeerde stadsmedewerkers en gebruikte deze om tegenstanders in de staatswetgevende macht te verslaan – waaronder Hank Braden, Louis Charbonnet, en Nick Connor – door persoonlijk weinig bekende uitdagers te sponsoren. In 1978 streden Braden en Charbonnet om een vacante zetel in de senaat van de staat, die Braden opeiste met een marge van 14 stemmen.
In zijn eerste termijn kreeg Morial te maken met een staking van de sanitaire werkers en een politiestaking, waardoor hij het optochtseizoen van Mardi Gras 1979 moest afgelasten. De politiebond wedde, onder haar leden, dat een staking samenvallend met Mardi Gras de stad zou dwingen veel van hun eisen in te willigen, maar Morial weigerde toe te geven en werd gesteund door leiders van veel van de carnaval krewes van de stad. De carnavalsclubs van New Orleans annuleerden hun optochten dat jaar of verplaatsten ze naar voorsteden in andere parochies. Emblematisch voor Morials harde opstelling tegenover de politiestakers was het Napoleontische gebaar dat hij maakte door zijn arm in zijn jas te steken en een karakteristieke strijdlustige pose aan te nemen bij de aankondiging dat hij Mardi Gras zou afgelasten.
De meeste van Morials verwezenlijkingen vonden plaats in zijn eerste ambtstermijn als burgemeester. Voortbouwend op de inspanningen van zijn voorganger Moon Landrieu, verdubbelde Morial de inzet van de stad voor positieve actie bij de aanwerving van werknemers en introduceerde hij quota voor de aanwerving van minderheden bij aannemers in de stad. Het percentage zwarte werknemers in het personeelsbestand van de stad steeg onder Morials ambtstermijn van 40% in 1977 tot 53% in 1985. Onder Morials bewind werd het aantal zwarte agenten in de NOPD verhoogd tot een derde van het korps. Maar aanhoudende incidenten van politiegeweld – met name het doden van vier zwarten door de politie in Algiers in 1980 – schaadden Morials reputatie in de zwarte gemeenschap.
Morial was verantwoordelijk voor het verkrijgen van federale Urban Development Action Grant (UDAG) financiering voor een aantal grote projecten, waaronder Canal Place en de Jax Brewery ontwikkeling in de French Quarter. Hij bleef de nadruk van de vorige burgemeester Moon Landrieu op het toerisme ondersteunen en probeerde de economie te diversifiëren door het Almonaster-Michoud Industrial District in New Orleans East te ontwikkelen, dat nu het New Orleans Regional Business Park wordt genoemd. Downtown New Orleans onderging een indrukwekkende bouwhausse, met meerdere kantoortorens die werden gebouwd om de hoofdkantoren of grote regionale kantoren te huisvesten van bedrijven als Freeport-McMoRan, Pan American Life Insurance, Exxon, Chevron, Gulf Oil, Amoco, Mobil, Murphy Oil en Texaco. Tegen het midden van de jaren tachtig hadden deze bedrijven, samen met andere grote werkgevers zoals Royal Dutch Shell, Louisiana Land and Exploration en McDermott International, duizenden bedienden in dienst in de binnenstad, met nog eens duizenden bedienden in dienst van anderen die diensten aan hen verleenden. Als gevolg van een groot aantal factoren, waaronder de oliecrisis (1986), onverbiddelijke fusies en inkrimpingen van bedrijven, en minder dan effectieve steun van de economische ontwikkelingsafdelingen van latere regeringen, is geen van deze bedrijven, of hun opvolgers, vandaag de dag nog in grote getale aanwezig in New Orleans – met uitzondering van Shell en Pan American Life Insurance.
Morial won zijn tweede termijn in een tweede ronde in maart 1982 met collega-democraat Ron Faucheux, een jong blank Democratisch lid van het Louisiana Huis van Afgevaardigden uit New Orleans East. Morial won met 100.703 stemmen (53,2 procent) tegen 88.583 van Faucheux (46,8 procent). Faucheux werd later een nationaal bekende politieke consultant en expert.
Tegen Morial’s tweede termijn vertraagde de economie van de stad en toenemende conflicten met de gemeenteraad leidden tot een afname van het vermogen van de Morial administratie om effectief te regeren. De Wereldtentoonstelling van 1984, die halverwege Morial’s tweede termijn plaatsvond, was een beschamend financieel debacle dat nationaal negatief werd becommentarieerd. De Wereldtentoonstelling ging failliet terwijl ze nog in bedrijf was en kon veel aannemers niet betalen, waardoor tal van in New Orleans gevestigde ontwerp- en bouwbedrijven dodelijk werden getroffen. Meer in het algemeen ondermijnde de financiële mislukking van de Wereldtentoonstelling het moreel van de gemeenschap en was een onheilspellende voorbode van de moeilijke tijden van de oliecrisis van 1986.
Na twee termijnen als burgemeester te hebben gediend, werd Morial door het stadshandvest verhinderd om een derde termijn te ambiëren. Hij probeerde tweemaal de kiezers ervan te overtuigen het handvest zodanig te wijzigen dat hij zich opnieuw kandidaat kon stellen, maar beide voorstellen werden resoluut verworpen. Morials politieke kracht hield niet op nadat hij in 1986 het stadhuis verliet. Hij overwoog zich opnieuw kandidaat te stellen voor het burgemeesterschap bij de verkiezingen van 1990, en zijn plotselinge dood in 1989 tijdens de verkiezingscampagne beïnvloedde de herverkiezing van burgemeester Barthelemy, omdat Morial stierf voordat hij een tegenstander kon voordragen.