Sejm elekcyjny rozpoczął obrady 5 kwietnia 1573 roku we wsi Kamień pod Warszawą. Z powodu ciężkiej, przedłużającej się zimy i utrudnień w komunikacji szlachta z prowincji znacznie oddalonych od Warszawy pojawiła się nielicznie, województwa poznańskie i kaliskie przysłało tylko swoich posłów, masowo zaś zjechała się okoliczna szlachta mazowiecka. Sejm elekcyjny obradował w na placu (tzw. okopie otoczonym wałem ziemnym, gdzie rozbijano szopę, czyli namiot senatorski. Wokół okopu obradowała szlachta pogrupowana według województw. Rozpatrywano kandydaturę habsburską, szwedzką, moskiewską, francuską, księcia pruskiego Albrechta II Hohenzollerna, oraz choć nie padło żadne nazwisko, kandydaturę króla Piasta. Kandydatura szwedzka przestała się liczyć po zdyskredytowaniu największego zwolennika Jana III Wazy, Jana Firleja, który na elekcję przybył z oddziałem zbrojnych i armatami, za co oskarżony był o zamiar wymuszenia wyboru siłą.

Iwan IV Groźny nie przysłał swojego poselstwa, a jego wcześniejszy postulat włączenia Litwy do Państwa Moskiewskiego zaszkodził Ernestowi Habsburgowi, gdyż zaczęły krążyć pogłoski, jakoby Wiedeń i Moskwa porozumiały się co do rozbioru Rzeczypospolitej. Kandydatura króla Piasta, głośno dyskutowana na elekcji została ośmieszona, kiedy Piotr Opaliński zaproponował na króla drobnego szlachcica spod Bydgoszczy Wawrzyńca Bandury Słupskiego. Coraz większą popularność zyskiwała kandydatura Henryka Walezego, doskonale forsowana przez posła Montluca. Podczas prezentacji kandydatów, długie, trzygodzinne przemówienie Montluca, pełne obietnic i zapewnień, spodobało się szlachcie najbardziej. Wcześniej mowa została przetłumaczona na język polski i wydrukowana liczbie 1500 egzemplarzy, które rozprowadzono wśród elektorów. Kandydatura Henryka Walezego uzyskała poparcie Anny Jagiellonki, która cieszyła się dużą sympatią licznej na elekcji szlachty Mazowieckiej. Za 100 tysięcy dukatów oraz obietnicę rewizji unii lubelskiej, Montluc kupił poparcie Radziwiłła i Chodkiewicza, czyli większości Litwinów, którzy liczyli się o tyle, że występowali dość solidarnie i groźbą zerwania unii mogli szantażować posłów z Korony.

Elekcja przeciągała się ze względu na wiele spraw które poruszono, a które nie dotyczyły wyboru króla: m.in. wysłuchano poselstw państw ościennych, które nie zgłaszały kandydatur, rozpatrywano sprawy finansowe i wojskowe, czy sprawę królewszczyzn przyznanym Polakom, a zagarniętych przez Niemców w Prusach Królewskich. Na początku maja szlachta mazowiecka zaczęła naciskać na prymasa by ten natychmiast rozpoczął elekcję, grożąc, że odłączy się od reszty i samodzielnie rozpocznie głosowanie. 3 maja rozpoczęto „kreskowanie” w poszczególnych województwach, czyli skupionych wokół okopu obozach. Zbieranie głosów trwało do 9 maja i wykazało, że kandydatura francuska zdobyła znaczną przewagę (22 województwa przeciwko 10). Dzień później przeciwnicy wyboru Henryka Walezego skupieni wokół Jana Firleja opuścili pole elekcyjne i oddalili się do Grochowa. Aby nie doprowadzić do secesji i podwójnej elekcji, do Grochowian, jak nazywano przeciwników wyboru Walezego wysłano Piotra Zborowskiego. Kompromis i zgoda na elekcję Francuza miała nastąpić po zaakceptowaniu przez zgromadzenie oraz poselstwo Walezego punktów dotyczących pokoju religijnego zawartych w konfederacji warszawskiej. 11 maja 1573 roku prymas Uchański nominował na króla Polski i wielkiego księcia Litwy Henryka Walezego, a 16 maja po zaprzysiężeniu przez poselstwo francuskie artykułów henrykowskich oraz paktów konwentów marszałek wielki koronny Jan Firlej proklamował Walezego królem. Koronacja odbyła się 21 lutego 1574 roku.