วันที่ 13 ก.ค.2566 ที่รัฐสภา มีการประชุมร่วมกันของรัฐสภา ที่มีนายวันมูหะมัดนอร์ มะทา ประธานรัฐสภา เพื่อเลือกนายกฯ ทำหน้าส่วนผลการลงคะแนนโหวตนายกฯ ภายหลังจากขานคะแนนเสร็จสิ้น โดยนายวันมูหะมัดนอร์ ประกาศผลลงคะแนน ปรากฏว่า นายพิธาได้คะแนนเห็นชอบ324 เสียง ไม่เห็นชอบ 182 เสียง งดออกเสียง 199 เสียง เป็นอันว่านายพิธาได้รับคะแนนเห็นชอบไม่มากกว่ากึ่งหนึ่งของจำนวนสมาชิกที่มีอยู่ของทั้งสองสภา ถือว่า มติที่ประชุมไม่เห็นชอบการแต่งตั้งนายพิธาเป็นนายกฯตามรัฐธรรมนูญ มาตรา272 วรรค1 ก่อนที่จะสั่งปิดประชุมในเวลา 18.25น.
ผู้สื่อข่าวรายงานว่า ในส่วนของส.ว.ที่ลงคะแนนเห็นชอบให้นายพิธาเป็นนายกฯนั้น มี 13 คน ได้แก่ 1.นายไกรสิทธิ์ ตันติศิรินทร์ 2.พ.ต.อ.จรุงวิทย์ ภุมมา 3.นายเฉลา พวงมาลัย 4.นายซากีย์ พิทักษ์คุมพล 5.พล.ต.ท.ณัฏฐวัฒน์ รอดบางยาง 6.นายพิศาล มาณวพัฒน์ 7.นายพีระศักดิ์ พอจิต 8.นายมณเฑียร บุญตัน 9.นายวุฒิพันธุ์ วิชัยรัตน์10.นายวันชัย สอนศิริ 11.นายสุรเดช จิรัฐิติเจริญ 12.นพ.อำพล จินดาวัฒนะ 13.นางประภาศรี สุฉันทบุตร เกือบทั้งหมดเป็นไปตามข่าวก่อนหน้านี้ที่ระบุว่า จะลงมติสนับสนุนนายพิธาเป็นนายกฯ
อย่างไรก็ตามปรากฏว่า มีส.ว.บางส่วนที่เคยระบุจะลงคะแนนสนับสนุนนายพิธา แต่กลับไม่ปรากฏผลการลงคะแนนใดๆ อาทิ น.ส.ภัทรา วรามิตร นายประมาณ สว่างญาติ นายสถิต ลิ่มพงศ์พันธุ์ นางประยูร เหล่าสายเชื้อ นายดิเรกฤทธิ์ เจนครองธรรม ที่ไม่ยอมลงมติ ขณะที่นายรณวริทธ์ ปริยฉัตรตระกูล นายทรงเดช เสมอคำ ที่เคยระบุจะลงมติสนับสนุนนายพิธา แต่กลับลงมติงดออกเสียง
ผู้สื่อข่าวรายงานว่า ในส่วนการลงคะแนนโหวตนายกรัฐมนตรี มีส.ว.ลาการประชุมทั้งหมด 33 คน ทำให้เหลือจำนวนส.ว.ที่เข้าร่วมประชุม 216 คน อย่างไรก็ตามปรากฏว่า ในการลงมติโหวตนายกฯ มีส.ว.ที่ขานชื่อลงมติเพียง 205คนเท่านั้น แสดงว่า มีส.ว.อีก 11คน ที่ไม่ได้ลาประชุม แต่ไม่ยอมร่วมลงมติใดๆทั้งสิ้นในการโหวตนายกฯ
ผู้สื่อข่าวรายงานว่า ส่วนการลงคะแนนของส.ส.ปรากฎว่า ลงคะแนนไปในทิศทางเดียวกันทั้งหมด โดย 8 พรรคร่วมรัฐบาลลงคะแนนในทิศทางเดียวกันทั้ง 312 เสียงคือ เห็นชอบนายพิธาเป็นนายกรัฐมนตรี
ขณะที่พรรคร่วมรัฐบาลเดิม ส่วนใหญ่ลงมติไปในทางไม่เห็นชอบนายพิธาเป็นนายกฯ ได้แก่พรรคภูมิใจไทย พรรครวมไทยสร้างชาติ และพรรคพลังประชารัฐ ส่วนพรรคประชาธิปัตย์ พรรคชาติไทยพัฒนา พรรคชาติพัฒนากล้า ลงมติงดออกเสียง ส่วนพรรคเล็กก็ลงมติแตกต่างกัน อาทิ พรรคใหม่ พรรคครูไทยเพื่อประชาชน ลงมติงดออกเสียง พรรคประชาธิปไตยใหม่ พรรคท้องที่ไทย ลงมติไม่เห็นชอบ ทั้งนี้มีส.ส.เข้าร่วมประชุมในครั้งนี้ 499 คน จากจำนวน 500 คน ขาดไป 1คนคือ นายศักดิ์ ซารัมย์ ส.ส.บุรีรัมย์ พรรคภูมิใจไทย เนื่องจากป่วยนอนอยู่โรงพยาบาล
ผ้สื่อข่าวรายงานว่า สำหรับส.ว.ที่ไม่ได้อยู่ร่วมในการโหวตลงคะแนนเลือกนายกฯครั้งนี้ มีจำนวน 44 คน ซึ่งจะครอบคลุมทั้งส.ว.ที่ลาประชุม และคนที่ไม่ได้ลาประชุม แต่ไม่ยอมลงคะแนนใดๆทั้งสิ้น อาทิ ผบ.เหล่าทัพทั้ง 6คน ที่ลาประชุม น.ส.ภัทรา วรามิตร นายประมาณ สว่างญาติ นายสถิตย์ ลิ่มพงศ์พันธุ์ นางประยูร เหล่าสายเชื้อ นายดิเรกฤทธิ์ เจนคลองธรรม นางกอบกุล อาภากร ณ อยุธยา นายกิตติ วะสีนนท์ นายเจน นำชัยศิริ นายเฉลิมชัย บุญยะลีพรรณ พล.อ.เฉลิมพล ศรีสวัสดิ์ พล.ต.อ.ชัชวาลย์ สุขสมจิตร์ พล.อ.เชวงศักดิ์ ทองสลวย พล.ร.อ.ฐนิธ กิตติอำพน พล.อ.ดนัย มีชูเวท น.ส.ดาวน้อย สุทธินิภาพันธ์ พล.อ.นพดล อินทปัญญา พล.ต.ต.ปรัชญ์ชัย ใจชาญสุขกิจ พล.อ.ปัฐมพงศ์ ประถาภัฎ นายพิทักษ์ ไชยเจริญ พล.อ.ไพโรจน์ พานิชสมัย นายภาณุ อุทัยรัตน์ พล.อ.เลิศฤทธิ์ เวชสวรรค์