"Jag förväntar mig att ni som statschef arbetar för konstruktiv utveckling av våra länders relationer", skriver den ryske presidenten Putin i ett gratulationstelegram till Sandu, som även lagts ut på Kremls webbplats.
Resultatet ses dock som ett bakslag för Ryssland, som ser det lilla landet vid Svarta havet som en del av sin intressesfär. Inför valet rådde Putin moldaverna att rösta på Dodon.
Och innan Putin hann gratulera hade Dodon gått ut med tvivel kring resultatet.
– Jag gratulerar preliminärt min motståndare Maia Sandu. Var vänliga att notera att det är preliminärt, sade han på en presskonferens, rapporterar nyhetsbyråer från Chisinau.
58 procent
Dondu hävdar att allt inte gått rätt till, och lovar att överklaga valresultatet till Moldaviens valkommission och konstitutionsdomstol. Men tillade:
– Om de bekräftar resultatet i valet så är det inte mer med det, då vänder vi blad.
Den 48-åriga förra premiärministern Maia Sandu fick enligt valkommissionen nästan 58 procent av rösterna, jämfört med drygt 42 procent för den 45-årige sittande presidenten Igor Dodon.
Utanför oppositionens högkvarter Chisinau samlades under natten anhängare till Sandu, rapporterar medier i huvudstaden.
– Ett land för ungdomar, skanderade de.
Sandu har arbetat på Världsbanken och var under en kort period förra året premiärminister, innan hon avsattes i en misstroendeomröstning.
– Vi har möjlighet att straffa de som rånade er, som tryckte ner er i armod och tvingade er att lämna era hem, sade hon i slutet av valrörelsen.
Tydligt missnöje
Missnöjet var tydligt hos många väljare som intervjuades i samband med valet.
– Korruptionen finns överallt, i sjukvården, inom det juridiska systemet, säger Viktoria, en advokat som röstat för Sandu men som misstänker valfusk, till AFP.
– EU har investerat mycket pengar här, vi är ett litet land, och med alla pengar borde vi vara miljonärer, men vi har inte sett några pengar, inga resultat, sade väljaren Sergej Jantouane, som röstade "mot Dodon", till nyhetsbyrån.
Det fattiga Moldavien har officiellt omkring 3,5 miljoner invånare, men ingen vet riktigt hur många som bor i landet då många har gett sig av. Valdeltagandet från moldavier i främst Italien och Tyskland var högt.
Moldavien gränsar till Ukraina i öster och Rumänien i väster – och ligger även nära det av Ryssland annekterade Krim. Landets språk är likt det rumänska, men alliansen har tidigare varit med Moskva.
Dessutom finns utbrytarregionen Transnistrien utefter den östra gränsen, som drabbades av ett kort inbördeskrig 1992 och är en fortsatt oroshärd, där främst rysktalande separatister ser sig som självständiga gentemot huvudstaden Chisinau.