Tháng 5, 1990 Sobchak chính thức là thành viên ủy ban thành phốLeningrad. Thời gian cầm quyền của ông được đánh dấu bởi sự độc tài ngay từ ban đầu. Hội đồng Thành phố đã chấp nhận thay đổi hình thức bầu cử thị trưởng thành bầu cử trực tiếp trước thềmcuộc bầu cử thị trưởng, đi kèm với việc lấy ý kiến đổi tên thành phố (từ Leningrad về tên cũ St. Petersburg. Sobchak thắng cử và việc đổi tên thành phố cũng được đa số đồng ý, và được chấp thuận trong một trong những phiên cuối cùng của Đại hội Đại biểu Nhân dân. Việc này yêu cầu sửa đổiHiến pháp Liên Xô, và Sobchak cũng đã góp phần của mình cho việc đó.
Sau khi nhậm chức thị trưởng St. Petersburg, thành phố đã biến thành một tâm điểm thể thao và du lịch; việc điều khiển cuộc sống thường nhật được giao cho cấp phó của ông -Vladimir Yakovlev vàVladimir Putin. Phe đối lập chê trách sự xuống cấp của cơ sở hạ tầng và tỉ lệ tội phạm tăng trong thành phố (một người như thế, sau này còn chỉ trích cả tổng thống PutinYuri Slutov đã chết khi thụ án trung thân). Vào cuộcbầu cử thị trưởng St. Petersburg 1996, Sobchak đã thua 1.6% so với Yakovlev, với chiến dịch bầu cử của thị trưởng mới chê trách Sobchak về việcbảo trợ nghệ thuật bằng tiền thành phố và dính líu quá sâu vàoChính trị Liên bang.
Sobchak bị tòa án cáo buộc về những sai phạm trong công tác tư hữu hóa căn hộ của ông, của con gái ông và xưởng mỹ thuật của vợ ông vào năm1997. Theo tiêu chuẩn của những năm 1990 ở Nga, những cáo buộc này thuộc hạng nhỏ nhặt (dù việc làm này đã bị nghi ngờ là gây thất thoát tầm trên chục ngànUSD cho ngân sách thành phố), do vậy việc này đã khiến cho những người ủng hộ Sobchak nghĩ rằng đây là một vụđàn áp chính trị. Theo con gái ông,Ksenia Sobchak, việc luận tội đã được chuẩn bị từ năm1995 để ngăn cản việc Sobchak đứng ra nhậm chứctổng thống Nga.
Vào ngày7 tháng 11 năm1997, Sobchak bay tớiParis mà không qua quầy thủ tục xuất cảnh bên Nga. Lý do chính thức cho chuyến đi của Sobchak là chữa bệnh tim, nhưng trong suốt thời gian ởPháp Sobchak chưa bao giờ tới viện vì lý do đó. Từ 1997 đến1999, Sobchak sống cuộc sống của một kẻlưu vong chính trị thông thường ở Paris.
Khi Vladimir Putin đã có thế lực chính trị (năm 1999) và chuẩn bị trở thànhThủ tướng Nga, ông đã gây áp lực lên các thẩm phán để họ loại vụ xét xử Sobchak. Vào ngày12 tháng 6 cùng năm, Anatoly Sobchak trở về Nga, và hỗ trợ đắc lực cho Putin trên con đường trở thành Tổng thống.
Vào ngày17 tháng 2 năm2000, Putin gặp Sobchak và khuyến khích ông đến thành phốKaliningrad để vận động nhân dân. Sobchak đi cùng với 2 người nữa, đóng cả vai phụ tá cá nhân lẫn vệ sĩ. 3 ngày sau, ngày20 tháng 2 năm 2000, Sobchak chết đột ngột tại thị trấnSvetlogorsk tạitỉnh Kaliningrad. Ban đầu cái chết được quy cho một cơnđau tim, nhưng báo cáo của hai chuyên gia y tế khác nhau lại trái ngược. Một cuộc điều tra liên bang đã bắt đầu vào ngày6 tháng 5 theo chủ thuyết đầu độc (do hai trợ lý của ông đã phải điều trị vì đầu độc sau đó) nhưng không tìm được kết quả.