Khan tvingades lämna posten som premiärminister under söndagen efter att ha förlorat en förtroendeomröstning.
70-årige Shehbaz Sharif är partiledare för mittenpartiet PML-N och ställdes mot Shah Mahmood Qureshi, tidigare utrikesminister och nära allierad med Khan. Den senare var dock i praktiken chanslös.
Sharifs första uppdrag blir att bilda en koalitionsregering med det vänsterlutande partiet PPP och konservativa JUI-F, som har en lång historia av bitter rivalitet bakom sig.
Risken för att de två partierna ska hamna på kant med varandra fram till valet 2023 bedöms vara hög.
För den nya premiärministern väntar sedan en grannlaga uppgift i ett Pakistan som präglas av stigande inflation, en sjunkande valuta, omfattande statsskuld och en avsatt Khan som sannolikt kommer att ställa till problem från sidlinjen. Den tidigare cricketstjärnans parti PTI har i praktiken inte godtagit att dess ledare avsatts, i stället påstår man att det handlar om ett "regimskifte" som utförts på uppdrag av USA.
Dessutom plågas landet av en växande talibanrörelse som vädrar morgonluft efter talibanernas maktövertagande i Afghanistan förra året.
Politiken i Pakistan är notoriskt turbulent och ingen premiärminister har någonsin suttit kvar en hel mandatperiod. Imran Khan var den förste att avsättas efter en misstroendevotering.
