参院本会議で２１日に行われた首相指名選挙で、第１０４代首相に選ばれた自民党の高市早苗総裁は、連立を組む自民、日本維新の会の会派に加え、無所属の女性議員らの票を得た。立憲民主党の野田佳彦代表は野党候補の一本化を模索したが不調に終わり、衆参とも票が分散した。
参院の指名選挙で高市氏は、１回目は１２３票を得たものの、過半数に１票届かず決選投票になった。高市氏には自民、維新所属の計１１９人が投票。無所属の寺田静、平山佐知子両氏らも１回目から支持に回った。決選投票では、国民民主党の小林さやか氏も高市氏に投じた。
投票後、寺田氏は自身のブログで「日本の歴史上初めて女性首相が誕生する時に、ガラスの天井を破る新しい時代の幕開けを後押ししたいと考えた」と説明した。一方、今夏の参院選で初当選した小林氏は「間違えて投票してしまった」と党側に釈明した。
参院の決選投票で無効は４７票、白票は２８だった。