En mayo de 1986 fue postulado como candidato panista a la gubernatura de Sinaloa, en donde enfrentó al candidato priísta Francisco Labastida Ochoa. Tras un intenso e impugnado proceso electoral, se declaró la victoria del candidato tricolor.
El 22 de noviembre de 1987 logró ganar la candidatura del PAN a la presidencia de la República por el periodo 1988-1994. Al protestar como candidato señaló: “Nuestros compatriotas deberán, conjuntamente con nosotros, enseñarse a resistir y a desobedecer a los que en el abuso en el poder pretendan seguirlos oprimiendo…
La resistencia activa, pero no violenta, a la que vamos a invitar, no pretenderá destruir a nuestros enemigos, sino hacerlos entender que la sociedad mexicana ya no admitirá más abusos…A mis contendientes de otros partidos, los invito a que de inmediato concertemos las siguientes acciones en favor de la democracia y el bien de México…el compromiso de no aceptar un triunfo dudoso, fruto de un proceso electoral poco transparente, manchado por la ilegalidad”…
Desplegó una intensa campaña que le atrajo muchas simpatías, muchas más de las que había logrado levantar hasta entonces el panismo. Sin embargo, tras la “caída del sistema” el 6 de julio de 1988 y las múltiples evidencias de fraude electoral, los resultados oficiales dieron el triunfo al candidato priísta, Carlos Salinas de Gortari; Clothier fue colocado en el tercer sitio, con un 17 por ciento de la votación, atrás del candidato del Frente Democrático Nacional, Cuauhtémoc Cárdenas. Al día siguiente, Clouthier declara que la razón “por la que se cayó el sistema de cómputo fue que los representantes de los partidos de oposición en dicho sistema descubrieron un banco de datos ya con resultados, apenas dos horas después de concluida oficialmente la jornada electoral”. Por lo tanto, denuncia la ruptura de la legalidad y anuncia el arranque de la resistencia civil.
Para exigir la repetición de los comicios, Clouthier hizo desde masivas manifestaciones, hasta presentarse a comparecer en comisiones de la Cámara de Diputados. Incluso llegó a forcejear riesgosamente con elementos de seguridad del presidente Miguel de la Madrid en un acto oficial.
En septiembre de 1988, cuando se debatía en la Cámara de Diputados la calificación de la elección presidencial, Clouthier demandó a los legisladores anular las votaciones, no sólo por las irregularidades cometidas en la jornada electoral, sino también por la manipulación de los resultados en favor de Carlos Salinas de Gortari. Además, pidió la apertura de los paquetes electorales: “"La rotunda negativa del colegio (electoral) a la apertura de los paquetes demuestra dos grandes verdades: por una parte, la inutilidad de su guarda y custodia; y por otra, que el propio gobierno sabe bien que el contenido de las actas de escrutinio no coincide con el cómputo correcto de los votos reales que están dentro de los paquetes tan celosa como vanamente custodiados. Ofreció como pruebas de la impugnación general del proceso el propio contenido de los paquetes electorales y concluyó: ¿Valdrá la pena negarse a la revisión de los paquetes a costa de la legitimación y autoridad moral del próximo gobierno?"
Tras la consumación del supuesto fraude, Clouthier prosiguió su lucha política, ahora en pos de una reforma electoral “verdaderamente democratizadora”. Asimismo, realizó un ayuno, del 15 al 22 de diciembre de 1988 en la columna de la Independencia de la ciudad de México,. en protesta por los fraudes realizados en Jalisco, Guanajuato, San Luis Potosí y Zacatecas. Cuauhtémoc Cárdenas, candidato despojado de su triunfo electoral, acudió a visitarlo y acordó con él algunas acciones a favor de la democracia.
El 12 de febrero de 1989 presentó a su “gabinete alternativo (un "gabinete en la sombra", al estilo inglés, para vigilar las acciones gubernamentales en áreas importantes)” en el que participaron Diego Fernández de Cevallos, Jesús González Schmall, Fernando Canales Canales Clariond, Francisco Villarreal Torres, Rogelio Sada Zambrano, María Elena Álvarez Bernal, Moisés Canales, Vicente Fox, Carlos Castillo Peraza y Luis Felipe Bravo Mena. Clouthier fue el coordinador del gabinete el resto de su vida.
Clouthier falleció, junto con el diputado Javier Calvo, el 1º de octubre de 1989, en un accidente automovilístico en el kilómetro 158 de la carretera México-Nogales, en el municipio de Culiacán. Para algunos no se trató de un accidente, inclusive corrió el rumor de que unos campesinos vieron cómo un helicóptero los embistió y al tratar de esquivarlo, chocaron con un camión y murieron instantáneamente.
Los paquetes electorales que pretendió Clouthier que se abrieran, fueron quemados años más tarde con la anuencia de la bancada panista encabezada por Diego Fernández de Cevallos.
