經國務院批準，中國決定正式申辦2010年上海世博會。申辦世博會的主體是中國政府，上海市為承辦城市。2000年3月，中國專門成立了由國務委員吳儀擔任主任委員的2010年上海世博會申辦委員會。申博委的成員單位共有14個，包括中宣部、上海市、外交部、國家計委、國家經貿委、科技部、財政部、建設部、外經貿部、民航總局、體育總局、旅游局、國務院新聞辦、中國貿促會。

在申辦2010年世界博覽會的國家中，中國第一個向國際展覽局正式提交申請函(2001年5月2日)、第一個遞交《申辦報告》(2002年1月30日)、第一個接受國際展覽局考察(2002年3月10日至17日)，并在國際展覽局第129次全體大會(2001年6月6日)、第130次全體大會(2001年11月30日)、第131次全體大會(2002年7月2日)、第132次全體大會(2002年12月2日至3日)上就申辦世博會作陳述報告。

2002年12月3日，在國際展覽局第132次全體大會上，成員國代表經過4輪投票，中國最終以54票對韓國34票的勝利，獲得2010年世博會的舉辦權。上海市成為舉辦2010年世博會的城市。