Консерваторы получили 331 парламентское место, то есть на пять больше для получения большинства в Палате общин. Это их первая безоговорочная победа с 1992 года.
Соперники Кэмерона - лидеры проигравших Лейбористской, Либерально-демократической и Партии независимости Соединенного Королевства (UKIP) Эд Милибэнд, Ник Клегг и Найджел Фарадж ушли со своих постов.
Лидер консерваторов теперь приступает к процессу создания нового кабинета министров, у которого будет парламентское большинство в 12 мандатов.
Уже объявлено, что Джордж Осборн сохранил за собой пост министра финансов, Майкл Фаллон - министра обороны, а Тереза Мэй осталась на посту главы министерства внутренних дел.
Как заявил Дэвид Кэмерон, он постарается ответить чаяниям всех областей Соединенного Королевства и "сплотить всю страну" на волне сокрушительной победы Национальной партии Шотландии (SNP) в Шотландии, где она получила 56 мандатов в 59 округах, передает Би-би-си.
Явка на этих выборах составила 66% - самый высокий процент проголосовавших с 1997 года.
Выступая перед журналистами на Даунинг-стрит, Дэвид Кэмерон сказал: "Мы будем управлять страной как партия единой нации, единого Соединенного Королевства".
"Это означает, что мы хотим, чтобы восстановление коснулось всех частей страны - с севера до юга и с востока до запада", - сказал лидер победившей партии.
Он также пообещал активизировать процесс деволюции всем частям страны и провести референдум по вопросу о членстве Британии в составе Евросоюза.
"Я всегда верил в то, что управлять надо с уважением, - сказал Кэмерон. - Именно поэтому за последние пять лет мы передали управление Шотландии и Уэльсу и позволили жителям Шотландии провести референдум по вопросу выхода из состава Соединенного Королевства".
"В течение нового срока я останусь верен своему слову и выполню согласованные с другими партиями обещания передать полномочия Уэльсу, Шотландии и Северной Ирландии", - пообещал премьер-министр.