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O primeiro prefeito da capital como destacado foi Fenelon Barbosa filiado ao extinto Partido da Frente Liberal (PFL) governou de 1990 a 1992.

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O segundo prefeito foi Eduardo Siqueira Campos do Partido Progressista Brasileiro (PPB), filho do governador Siqueira Campos, governou de 1993 até 1996.

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O terceiro prefeito foi Odir Rocha (PPB) governou de 1997 até de 2000.

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A quarta e primeira mulher prefeita da capital foi Nilmar Ruiz (PPB) governou de 2001 até 2004.

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O quinto prefeito foi Raul Filho do Partido dos Trabalhadores (PT), primeiro prefeito da sigla de um partido de esquerda a governar a capital por dois mandatos consecutivos de 2005 até 2008 e depois de 2009 até de 2012.

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O sexto prefeito da capital foi o colombiano, Carlos Amastha do Partido Progressista (PP), primeiro prefeito estrangeiro eleito para governar uma capital de estado do país, completou o primeiro mandato de 2013 até 2016, depois se reelegeu pelo PSB e governou de 2017 até 3 de abril de 2018 quando renunciou ao cargo para concorrer a eleição de governador do estado do Tocantins.

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A sétima e atual prefeita de Palmas, Cíntia Ribeiro do PSDB, concluiu o segundo mandato de Carlos Amastha já que era sua vice-prefeita ficando como gestora da capital de 3 de abril de 2018 até 31 de dezembro de 2020, concorreu a reeleição e venceu a corrida eleitoral, iniciou o seu segundo mandato em 1 de janeiro de 2021.