本屆國民黨主席選舉，共4名候選人角逐，包括現任黨主席江啟臣、前彰化縣長卓伯源，以及張亞中和朱立倫，經抽籤決定號次分別為，1號江啟臣、2號卓伯源、3號張亞中、4號朱立倫，採無記名、相對多數的投票制度。新任主席將在9月29日將選舉結果報中常會核備，10月30日全國黨代表大會交接，任期4年至2025年10月期滿。

國民黨主席選舉中央選舉監察委員會召集人曾永權公布黨主席選舉結果，朱立倫共獲得85,164票，以45.78%的得票率當選國民黨主席，江啟臣35,090票，得票率為18.87%；卓伯源5,133票，得票率為2.76%；張亞中60,632票，得票率為32.59%。

選舉前期，朱立倫民調保持領先狀態，不過政見發表會後，張亞中異軍突起、民調竄升，還因為多次重砲抨擊朱立倫，被黨中央選舉監察委員會決議移送考紀會，不過後來決議遭到撤銷，而朱立倫也表示「過了就好了」，希望紛擾趕快過去，盼國民黨砲口一致對外。

據國民黨內部表示，本次選舉估計有37萬名黨員有投票資格，每個鄉鎮市區至少都有一個投票所，全台共設置了422個投票所，而每處投票所由各候選人推薦一人監票，開票中心設置在中央黨部一樓中山廳，當日上午8時開始投票，下午4時結束後即開始開票。

資料顯示，六都選舉人數分別為：台北市45,202人、新北市41,483人、桃園市26,266人、台中市31,814人、台南市25,471人、高雄市45,799人；海外則有11,452人。前三票倉台北市、新北市、高雄市，相加共有132,484張選票。