เมื่อวันที่ 5 มิถุนายน มีการประชุมร่วมรัฐสภา เพื่อพิจารณาให้ความเห็นชอบบุคคลซึ่งสมควรได้รับแต่งตั้งเป็นนายกรัฐมนตรี ตามมาตรา 272 รัฐธรรมนูญแห่งราชอาณาจักรไทย ที่มีนายชวน หลีกภัย ประธานสภาผู้แทนราษฎร ทำหน้าที่ประธานการประชุม และนายพรเพชร วิชิตชลชัย ประธานวุฒิสภา ทำหน้าที่รองประธานการประชุม

ที่ประชุมได้พิจารณาถึงคุณสมบัติของผู้ถูกเสนอชื่อคือพล.อ.ประยุทธ์ จันทร์โอชา และนายธนาธร จึงรุ่งเรืองกิจ หัวหน้าพรรคอนาคตใหม่ว่า เป็นไปตามรัฐธรรมนูญหรือไม่ โดยสมาชิกรัฐสภาได้อภิปรายแสดงความคิดเห็นจนถึงเวลา 22.00 น.จึงยุติลง หลังจากนั้นเป็นการคะแนนเลือกอย่างเปิดเผยด้วยการขานชื่อจนถึงเวลาประมาณ 23.30 น.การลงคะแนนยุติลง ผลปรากฏว่า พล.อ.ประยุทธ์ได้ 500 คะแนน ขณะที่นายธนาธรได้ 244 คะแนน งดออกเสียง 3 คน จากสมาชิกรัฐสภาที่เข้าร่วมประชุมคือ 747 คน จึงเป็นอันว่าพล.อ.ประยุทธ์ได้รับเลือกเป็นนายกรัฐมนตรีคนที่ 29 ต่ออีกสมัย