Världens ledare gratulerade Hollande till segern
Merkel, från kristdemokratiska CDU, stödde öppet Nicolas Sarkozy i presidentvalet. Men nu måste hon samarbeta med Hollande för att lösa den ekonomiska krisen i Europa.
Hollande har lovat att föra vidare det fransk-tyska samarbetet och väntas resa till Berlin så snart han svurits in på presidentposten den 16 maj.
Storbritanniens konservative premiärminister David Cameron gratulerade även han Hollande till segern.
Resultatet får stora konsekvenser för Europa, som kämpar för att komma ur den finansiella krisen, och för Frankrike, euroområdets näst största ekonomi och permanent medlem av FN:s säkerhetsråd.
Camerons åtstramningar på hemmaplan står i motsats till Hollandes tro på en av regeringen driven tillväxt.
Den brittiske premiärministern stödde Sarkozy i inledningen av hans presidentvalskampanj. Trots en turbulent relation önskade Cameron Sarkozy lycka till.
Sarkozy och Cameron drabbade samman om nya kapitalkrav för banker, som Storbritannien vägrade att underteckna men som Hollande lovat att omförhandla.
Även USA:s president Barack Obama sällade sig till gratulanterna på söndagskvällen när han ringde upp och bjöd in Francois Hollande till Vita huset.
– Obama gav uttryck för att han hoppas på ett nära samarbete med Francois Hollande och hans regering om en rad gemensamma ekonomiska frågor och utmaningar på säkerhetsområdet, uppger Vita husets presstalesman Jay Carney.