El recuento parcial ofrece una victoria incluso más amplia de la esperada al Partido Democrático Progresista (PDP), tradicionalmente más alejado de Pekín y defensor de tesis independentistas, frente al Kuomintang (KMT), más afín a China.
Con las tres cuartas partes de los votos ya escrutados, la formación de Tsai había obtenido el 59 % de ellos, por apenas el 31 % de la que hasta ahora ocupaba el poder, según la Comisión Central Electoral de Taiwán.
Eric Chu, líder del KMT, ha presentado su dimisión antes de reconocer la derrota, disculparse ante sus votantes y felicitar a Tsai.
La victoria supone un contratiempo para Pekín después de los ocho años de sintonía que ha disfrutado con el KMT en el poder.
El director de la Oficina de Asuntos de Taiwán en China, Zhang Zhijun, ya había advertido el mes pasado de "los cambios complicados" que se avecinaban en la isla y aconsejó a los "compatriotas de ambos lados para estar en alerta y oponerse a la independencia".
El PDP ha defendido tradicionalmente posturas independentistas y el pasado mandato de Chen Shui-bian se recuerda por las tensiones cotidianas.
Pero el partido ha atemperado en los últimos años su beligerancia y Tsai se ha mostrado a favor de mantener el statu quo con China.
En la derrota aplastante de los afines a Pekín han contribuido tanto los errores del hasta ahora presidente, Ma Ying-jeou, como el pobre desarrollo económico de un país que décadas atrás era la envidia del continente.
Muchos taiwaneses consideran que la veintena de acuerdos económicos, comerciales y de tránsito firmados con China en los últimos años han contribuido a una dependencia económica que amenaza la autonomía de la isla.