台中市第6選舉區選出的前民進黨籍立委林佳龍當選台中市長、彰化縣第4選區選出的前民進黨籍立委魏明谷當選彰化縣長、屏東縣第3選區選出的前民進黨籍立委潘孟安當選屏東縣長、苗栗縣第2選區選出的前國民黨籍立委徐耀昌當選苗栗縣長及南投縣第2選區選出的前國民黨籍立委林明溱當選南投縣長。
九合一選前立法院共112席立委，國民黨65席，選後為63席；民進黨40席，選後為37席，台灣團結聯盟維持3席，親民黨2席，無黨團結聯盟與無黨籍立委各1席。
立委補選後，國民黨仍有國會過半席次，泛綠陣營也仍確保可通過1/3席次立委聲請釋憲及1/4席次立委提議修憲門檻，不過，提出修憲案仍須經3/4席次立委決議，需有朝野立委最大共識。