Liczenie głosów oddanych w wyborach odbywa się jeszcze tego samego dnia, w którym zostało przeprowadzone głosowanie. Zajmują się tym członkowie komisji wyborczych, którzy przeprowadzają liczenie po zamknięciu lokalu i głosowania, które planowo powinno zakończyć się o godzinie 21.
Głosy wyborców liczone są po zakończeniu głosowania i zamknięciu lokalu wyborczego, czyli po godzinie 21 (w wyjątkowych sytuacjach także później). Na miejscu w lokalu wyborczym mogą w tym czasie przebywać członkowie komisji, mężowie zaufania oraz obserwatorzy społeczni i międzynarodowi - jednak liczeniem głosów mogą zająć się tylko członkowie komisji. Zgodnie z uchwałami Państwowej Komisji Wyborczej to właśnie komisja ustala pierwsze wyniki głosowania i sporządza wymagane protokoły.
Po otwarciu urny członkowie komisji wyciągają karty z głosami i rozpoczynają ich liczenie. Komisja musi sprawdzić, czy liczba kart z oddanymi głosami odpowiada liczbie wyborców, którzy brali udział w głosowaniu. Członkowie komisji sprawdzają też, czy karty nie są uszkodzone lub podarte - takie egzemplarze są pakowane w specjalne koperty i opisywane. Podczas liczenia sprawdzane są także karty, na których oddano nieważne głosy (np. głosując na dwóch kandydatów z różnych list) i one także oddzielane są od głosów ważnych. Członkowie komisji muszą przejrzeć całe karty do głosowania, by ocenić, czy głos przez wyborcę został oddany prawidłowo. Karta z nieważnym głosem pokazywana jest następnie wszystkim obecnym członkom komisji. Następnie przygotowuje się protokół z głosów wyborczych, w którym podawana jest liczba i przyczyna uznania głosów za nieważne.
Później komisja przystępuje do sprawdzenia głosów ważnych - członkowie liczą i grupują oddane głosy do każdej z list wyborczych. Potem sprawdzają liczbę głosów oddanych na konkretnych kandydatów z każdej listy. Po zliczeniu głosy pakowane są w pakiety oraz sporządzany jest protokół głosowania w obwodzie, który przekazywany jest do obsługi informatycznej. Protokół zostaje następnie podpisany przez każdego członka komisji - jedna z kopii zostaje wywieszona w widocznym dla wyborców miejscu. Drugi egzemplarz protokołu jest przekazywany przez przewodniczącego komisji lub jego zastępcę do pełnomocnika rejonowej komisji wyborczej, a następnie protokoły trafiają do okręgowych komisji.
Protokoły po weryfikacji przesyłane są do Państwowej Komisji Wyborczej, która ustala wyniki głosowania w wyborach do Parlamentu Europejskiego w skali kraju. Określa też podział mandatów dla tych komitetów wyborczych, które przekroczyły pięcioprocentowe klauzule zaporowe. PKW na samym początku przelicza ile mandatów w skali całego kraju zdobył dany komitet wyborczy. Dokonywane jest to za pomocą metody d’Hondta. Potem podział mandatów ze względu na okręgi wyborcze obliczany jest za pomocą systemu Hare’a-Niemeyera. Końcowym etapem jest przydzielenie mandatów z każdego okręgu dla poszczególnych kandydatów z list wyborczych, którzy uzyskali największą liczbę głosów.
Zgodnie z informacjami podanymi na stronie PKW obwodowe komisje wyborcze mogą podawać do wiadomości publicznej wyniki głosowania już 26 maja po godzinie 23. Oficjalne wyniki zostają opublikowane w Dzienniku Urzędowym, a dane z głosowań przesyłane są także do marszałka Sejmu, prezydenta i Sądu Najwyższego.