台中市第2選區立委補選9日舉行投票，4點投票結束後即開始進行開票作業。將近下午6點左右，所有投開票所完成開票作業，最終民進黨候選人林靜儀以8萬8752票，贏過國民黨候選人顏寬恒的8萬0912票拿下這席立委。值得注意的是，這次補選投票率將近6成，顏寬恒在大本營沙鹿以及龍井、大肚、烏日和霧峰等五個行政區均落後林靜儀。而雙方差距最大的是在綠營優勢的烏日區，林靜儀在該區贏了顏寬恒3945票。
中選會開票結果顯示，1號候選人台灣股票黨張烱春337票，2號無黨籍林金連633票，3號無黨籍李昇翰617票，4號民進黨林靜儀8萬8752票，5號國民黨顏寬恒8萬0912票，娛樂城總投票率58.26%。投票率最高的地區是大肚區，投票率高達59.91%；最低為烏日區，投票率56.63%。
值得注意的是，顏寬恒在台中第2選區下轄的5個行政區：沙鹿、龍井、大肚、烏日和霧峰各區，都輸給林靜儀。雙方差距最小的地區是大肚區，林靜儀在該區贏過顏寬恒482票；雙方差距最大地區，則是一向被視為綠營優勢、且在陳柏惟罷免案中開出不同意票高過同意票的烏日區，林靜儀在該區贏過顏寬恒3945票。同時，在被視為顏家大本營的沙鹿區，顏寬恒則輸給林靜儀831票。
《中時新聞網》也為讀者整理出林靜儀和顏寬恒在各行政區的得票情況：
顏寬恒各區得票：
沙鹿區 2萬1194票
龍井區 1萬7417票
大肚區 1萬3136票
烏日區 1萬5133票
霧峰區 1萬4032票
林靜儀各區得票：
沙鹿區 2萬2025票
龍井區 1萬8041票
大肚區 1萬3618票
烏日區 1萬9078票
霧峰區 1萬5990票
