台灣「九合一選舉」開票進度緩慢，到周日（25日）凌晨才完成點算台北市長選票的工作，國民黨台北市長候選人丁守中不服選舉結果，提出選舉無效訴訟；而中選會主委陳英鈐因投票混亂問題，已向行政院長賴清德請辭並獲得批准。在今次選舉，民進黨除了喪失大量縣市長席位，在得票率更跌回十年前水平，學者認為總統蔡英文連任之路將很艱辛。（鍾廣政 台北報道）
由於10項公投綁大選，導致投票速度緩慢，周六（24日）下午4時截止投票，在開票前四個小時，大批選民仍在排隊投票。
最後一個完成點票的台北市長選舉，現任市長柯文哲以3250多票些微差距，擊敗國民黨候選人丁守中。而丁守中認為，選民在開票時仍繼續投票，綠營支持者看到民進黨候選人姚文智當選無望，便會將選票轉投柯文哲，形成選舉不公；他質疑中央選舉委員會和台北市選委會，藉此舞弊協助柯文哲當選。
丁守中提出選舉無效訴訟，並指依照法例雙方得票差距在千分之三以內需要重新驗票，柯文哲還不算當選。
丁守中說：現在連中央選委會也不會宣布他已經當選，為甚麼？因為還要行政驗票，所以在這種情形之下，他（柯文哲）根本還未當選。
雖然丁守中未能幫助國民黨多爭取一席市長，但國民黨已大獲全勝，在22個縣市長席位中，由四年前的6席，增加到15席，而民進黨就由原有13席，下跌到6席。在政黨得票率方面，民進黨由兩年前歷史巔峰的百分之56，下跌到百分之39，得票率返回十年前的水準。國民黨就由兩年前百分之31，上升到接近百分之49。
行政院長賴清德、總統府秘書長陳菊為敗選提出辭職，獲得蔡英文挽留；而蔡英文宣布立即辭去黨主席負責。
台灣民意基金會董事長游盈隆認為，並非國民黨表現好而使民眾認同，而是民進黨做得太差，民眾氣憤把選票投給國民黨出氣。
游盈隆說：國民黨的認同急劇增加，可能是反射對執政當局的強烈不滿。台灣民間說「賭爛票」，就是說國民黨很爛民進黨沒有比較好，過去有認同國民黨記錄的人，他們又重新回到國民黨陣營。
師範大學政治系教授范世平認為，蔡英文連任之路充滿變數。
范世平說：蔡英文辭掉黨主席，是不是還能在2020年代表民進黨選總統？我覺得這定會遭到黨內很大的質疑。民進黨內的獨派以及喜樂島聯盟等台獨團體，他們一直認為蔡英文對大陸的態度太軟弱。
今次聯同選舉一齊進行的十項公投，有七項和民進黨政策「敵對」的議題通過，包括反對同性戀和同性婚姻，以及藍營提出的反對以燃媒發電取代核電，禁止日本福島311核災食品入口。至於和統獨有關的，以台灣名義參加2020年東京奧運以及同性戀團體的兩個公投項目都未能通過。