Después de las votaciones, los miembros de la Mesa tomaron posesión de sus escaños: Celia Villalobos (PP), Micaela Navarro (PSOE), Gloria Elizo (Podemos) y Rosa Romero (PP) en las Vicepresidencias por ese orden. Alicia Sánchez-Camacho (PP), José Ignacio Prendes (Ciudadanos), Patricia Reyes (Ciudadanos) y Marcelo Expósito (Podemos) en las Secretarías.

En las votaciones se plasmaron los acuerdos cerrados en las horas previas por los partidos: por un lado PSOE con Ciudadanos, y por otro Ciudadanos con PP con sus aliados regionales, mientras que Podemos, junto a sus confluencias territoriales y a Izquierda Unida-Unidad Popular respaldó a sus candidatos y las demás fuerzas votaron en blanco.

Las votaciones, en aplicación del Reglamento del Congreso de los Diputados, fueron secretas y en urna, de modo que cada electo era llamado por su nombre para depositar una papeleta en la que solo podía constar un nombre. Por tanto, los partidos que habían llegado a acuerdos tenían que repartir sus votos para que los elegidos salieran en el orden deseado.

López necesitó dos votaciones al no obtener la mayoría absoluta en la primera. En la segunda obtuvo 130 votos, que cuadran exactamente con el número de diputados del PSOE y Ciudadanos.

La candidata propuesta por Podemos, Carolina Bescansa, obtuvo 71 votos, correspondientes a los diputados de la formación morada más sus confluencias territoriales, además de los dos parlamentarios de Izquierda Unida-Unidad Popular. La anécdota de esa votación fue el voto nulo a nombre del hijo de Carolina Bescansa.

En la votación para las Vicepresidencias, Celia Villalobos (PP) obtuvo 114 votos, Micaela Navarro (PSOE) 90, Gloria Elizo (Podemos) 71 y Rosa Romero (PP) 53.

En la votación de las Secretarías, Alicia Sánchez-Camacho (PP) obtuvo 97 votos. Ignacio Prendes y Patricia Reyes, ambos de Podemos, 82 y 78 votos, respectivamente. Marcelo Expósito, de Podemos, 71.

Concluido y anunciado el último recuento, los miembros de la Mesa del Congreso de los Diputados ocuparon sus escaños y procedieron, en lectura por parte de los secretarios, a tomar juramento o promesa a los electos para formalizar la toma de posesión de sus escaños.