La campaña recaudó $58 millones de dólares estadounidenses durante la primera mitad de 2007, de los cuales $16,4 millones provenían de pequeñas donaciones individuales de menos de $200. Los $58 millones marcaron una cifra récord de recaudación de fondos para una campaña presidencial, seis meses antes de las elecciones primarias del partido político. La magnitud de la porción de las pequeñas donaciones fue algo extraordinario desde las perspectivas absolutas y relativas. En enero de 2008, su campaña estableció otro récord con la cifra de $36,8 millones de dólares, debido a que fue la cantidad más alta que se ha recolectado en un mes por un candidato presidencial en las elecciones demócratas primarias.

Durante las votaciones primarias del partido Demócrata para la presidencia en el 2008, Obama obtuvo el mismo número de delegados en el estado de New Hampshire que su rival la candidata Hillary Clinton, sin embargo superó a su contrincante en las votaciones o asambleas partidistas de los estados de Iowa, Nevada, y Carolina del Sur. El súper martes o el día en que se realizan la mayor parte de elecciones simultáneas en diferentes estados, consiguió 20 delegados más que Clinton. En los primeros meses de 2008, estableció nuevamente una marca de recaudación de fondos, acumulando alrededor de $90 millones de dólares para su campaña a comparación de los $45 millones de Clinton. Después del súper martes, en el mes de febrero, venció las primarias en los once estados restantes. El 4 de marzo, empató con Clinton en las contiendas de los estados de Vermont, Texas, Ohio, y Rhode Island, con un estrecho margen de votos, y finalizó el mes con victorias en Wyoming y Mississippi.

A finales de marzo, Jeremiah Wright, reverendo de Obama por veinte años de la iglesia de la Trinidad de Chicago, se vio involucrado en una controversia después de que la cadena de noticias estadounidense ABC lanzase al aire un vídeo en el que él aparecía realizando sermones racialmente y políticamente emotivos. A partir de este suceso, Obama condenó los comentarios de Wright y lo destituyó de cualquier asociación con su campaña política. Durante la controversia, pronunció un discurso titulado Una unión más perfecta (en inglés A More Perfect Union), en el cual expuso sobre las cuestiones de la raza. Seguidamente, renunció a su vínculo con esta iglesia, para así evitar que la gente se llevase la impresión negativa de que él apoyaba las opiniones que fueron expresadas por su antiguo pastor.

En los meses de abril, mayo y junio, ganó las elecciones primarias en los estados de Carolina del Norte, Oregón, y Montana, manteniéndose en la delantera en el cómputo de votos de delegados en comparación a sus contrincantes, mientras que Clinton había vencido en Pensilvania, Indiana, Virginia Occidental, Kentucky, Puerto Rico, y Dakota del Sur. Durante ese periodo, recibió el respaldo de un mayor número de superdelegados que Clinton. El 31 de mayo, el Comité Nacional Demócrata aceptó reunir a todos los delegados de los estados de Michigan y Florida durante la convención nacional, y se les otorgó medio voto a cada uno, estrechando la delantera que Obama tenía con su rival, pero aumentando el escrutinio de votos que necesitaba para vencer la nominación presidencial de su partido. Cuando se habían contado los votos de todos los estados, se convirtió en el presunto nominado, el 3 de junio. Ese mismo día, pronunció un discurso en Saint Paul, Minnesota, y Clinton, suspendió su campaña el 7 de junio, incorporándose al apoyo de su contrincante. A partir de esta fecha, ha realizado su campaña para las elecciones generales presidenciales compitiendo contra su adversario el senador John McCain, quien es el nominado del partido republicano.

El 19 de junio, se convirtió en el primer candidato presidencial de un partido mayoritario en rechazar el financiamiento público para su campaña en la contienda general, desde que el sistema fue creado en 1976. Posteriormente, seleccionó al senador del estado de Delaware, Joe Biden, como su compañero de fórmula para la vicepresidencia, el 23 de agosto de 2008. Durante la convención demócrata nacional realizada en Denver, Colorado, su antigua rival en las elecciones primarias, Hillary Clinton, pronunció un discurso en el que manifestó su apoyo total a la candidatura de Obama y expresó que él había sido elegido por aclamación popular.

El 28 de agosto, Obama realizó un discurso en Denver frente a 84.000 partidarios, en el cual aceptó su nominación como candidato presidencial del partido demócrata y presentó algunos detalles de sus metas políticas.