Bokova gikk seirende ut av tvekampen med egyptiske Farouk Hosni.
Hosnis kandidatur var svekket av at han selv har kommet med uttalelser som ble tolket som sterkt antisemittiske.
Blant annet har han sagt at han personlig ville brenne enhver israelsk bok han oppdaget i biblioteket i Alexandria.
LES OGSÅ:
LES OGSÅ:
Første kvinnelige sjef
I den avgjørende voteringen tirsdag fikk 57 år gamle Bokova støtte fra 31 av de 58 medlemmene av UNESCOs styre.
Valget må bekreftes av generalforsamlingen i organisasjonen, som skal holdes 15. oktober.
Etter valgseieren kan Bokova nå forberede seg på å overta som første kvinnelige sjef for FNs organisasjon for utdanning, vitenskap og kultur fra japanske Koichiro Matsuura.
Matsuura går av i november etter ha vært generaldirektør i UNESCO i ti år.
LES OGSÅ:
EU-vennlig
Irina Bokova er en ekskommunistisk politiker som i de senere årene har vist en sterk EU-vennlig holdning.
Hun er for tiden bulgarsk ambassadør i Frankrike og Monaco, og har siden 2007 representert Bulgaria i UNESCOs styre.