Głosowanie odbywało się w wydzielonym pomieszczeniu, gdzie płonęła świeca. Jedną z kartek należało spalić, a drugą włożyć do koperty i po wyjściu zza zasłony wrzucić do wyborczej urny.
W większości okręgów frekwencja była bardzo wysoka. Mimo, że lokale wyborcze były czynne do godz. 19.00 już około 17.00 zaobserwowano ustanie ruchu w lokalach. Przebieg liczenia głosów w Tarnowskich Górach tak relacjonuje Jan Nowak: „Liczyliśmy robiąc kreski na kratkowanym arkuszu, Niemcy..., Niemcy..., Niemcy..., a dopiero każda 5 lub 6 kartka głosiła Polskę. Gorączka mnie brała i pot płynął z czoła, Niemcy zaś z tryumfalnym uśmiechem szeptali "wir haben gesiegt" - myśmy zwyciężyli.

Jednak radość tarnogórskich Niemców była nieco przedwczesna, bo choć wygrali plebiscyt w samych Tarnowskich Górach, to już w otaczającym je powiecie przeważały głosy za Polską. Tak było w większej części obszaru plebiscytowego – w miastach zwyciężali Niemcy, na wsiach Polacy.

Spośród uprawnionych do głosowania 1 220 524 osób nie zagłosowało jedynie 29 678 osób co daje frekwencję na poziomie 97,2 proc. Za Polską oddano 479 359 głosów, za Niemcami 707 605, a unieważniono 3 882 głosy. Oznaczało to oddanie 59,5 proc. głosów za Niemcami i 40,4 za Polską.

Za przyłączeniem do Polski opowiedziały się 674 gminy, natomiast za pozostaniem w Niemczech 624 gminy, w tym wszystkie powiaty miejskie.
Choć wynik plebiscytu miał być tylko dla Komisji Międzysojuszniczej wskazówką co do sposobu rozwiązania spornej kwestii Górnego Śląska, to rezultaty głosowania postawiły sprawę rewindykacji Śląska dla Polski pod znakiem zapytania

Zarówno Niemcy, jak i Włochy oraz Wielka Brytania uznały, że jest to klęska Polski. Choć w obozie polskim wyniki plebiscytu wywołały rozczarowanie i konsternację to Korfanty już w środę 22 marca opublikował odezwę, w której ogłosił zdecydowane zwycięstwo opcji polskiej we wschodniej części obszaru plebiscytowego.

Również strona niemiecka szybko ogłosiła swoje zwycięstwo, a tego samego 22 marca ulicami Opola przemaszerowała niemiecka demonstracja żądająca od Międzysojuszniczej Komisji szybkiej decyzji o pozostawieniu Śląska w Niemczech. Wybuchy radości szybko przekształciły się w agresywną antypolską demonstrację przed siedzibą Powiatowego Komisariatu Plebiscytowego. Porządek na ulicach Opola zaprowadziło dopiero wieczorem francuskie wojsko.