Den nya ledaren kallas AKK på grund av sitt tungvrickande dubbelnamn. Hon är anses stå förbundskanslern nära och tillhör den socialliberala falangen inom CDU.
– Tävlingen om vem som ska leda partiet har varit hård men ärlig. Jag ska fortsätta arbetet att göra CDU till ett parti för alla, sade en rörd Annegret Kramp-Karrenbauer i ett kort tal direkt efter att ha vunnit omröstningen.
Det var Merkel som i våras handplockade Annegret Kramp-Karrenbauer till posten som partisekreterare från den lilla delstaten Saarland med en knapp miljon invånare.
Förbundskansler Merkel avsade sig överraskande uppdraget som partiledare efter valnederlagen i delstaterna Bayern och Hessen under hösten, men vill fortsätta att leda koalitionsregeringen fram till nästa val 2021.
Därefter kommer hon att lämna politiken.
Sällsynt skifte
Det är inte ofta man byter partiledare i CDU. Merkel har haft posten i 18 år och hennes företrädare Helmut Kohl i hela 25 år. Oftast finns bara en given kandidat. Den här gången var det tre personer som slogs om medlemmarnas gunst.
Spänningar inom CDU
När Merkel släppte partiledarposten flög anden ur flaskan och en politisk debatt tog fart i detta breda parti som rymmer många olika strömningar och åsikter.
Maktkampen blottlade spänningar mellan konservativa och liberala krafter som den nya partiledaren ska försöka ena.
Största parti
CDU, tillsammans med systerpartiet CSU, har blivit största parti vid 24 av de 27 nationella val som hållits sedan 1949, Europaval inräknade. Kristdemokraterna hade sin storhetstid fram till slutet av 1990-talet.
Vid det senaste valet fick partiet 33 procent av rösterna. I opinionsmätningar ligger man nu på 28 procent.