首相指名選舉・參院開票結果
▼菅義偉（自由民主黨總裁） 142票
▼枝野幸男（立憲民主黨代表） 78票
▼片山虎之助（日本維新會共同代表） 16票
▼伊藤孝惠（國民民主黨）1票
▼空白票3票
正式當選首相後，菅義偉也到國會各黨派辦公室進行首次拜會與寒暄。當天下午3時，菅義偉以「新任總理大臣」的身份首次走進首相官邸。一如媒體報派，菅義偉率先找進官邸的是原任厚生勞動大臣的加藤勝信。這位竹下派（平成研究會）的要角過去也被視為安倍側近，曾擔任官房副長官、一億總活躍相、厚生勞動大臣。雖然在新冠疫情期間，加藤勝信的表現也被輿論詬病，但他的官運仍扶搖直上，坐上了內閣第二人的關鍵位置。
在內閣核心成員就位後（總理大臣、官房長官），菅義偉也找來自民黨幹事長二階俊博、公明黨黨魁山口那津男召開執政聯盟黨魁會談，之後成立「組閣本部」。由官房長官加藤勝信進行新官上任的第一項工作，發表閣僚名單：
菅義偉內閣名單
【閣僚名簿】菅新内閣、陣容を発表https://t.co/5heKKSfRwq
— ライブドアニュース (@livedoornews) September 16, 2020
自民党の菅義偉総裁は衆参両院本会議で第99代首相に選出された。新内閣の陣容を決定し、加藤勝信官房長官が閣僚名簿を発表した。 pic.twitter.com/MJiJcD1raS▼副總理兼財務大臣、金融擔當大臣：麻生太郎（續任）
▼總務大臣：武田良太（原國家公安委員長）
▼法務大臣：上川陽子（再次入閣）
▼外務大臣：茂木敏充（續任）
▼文部科學大臣：萩生田光一（續任）
▼厚生勞動大臣：田村憲久（再次入閣）
▼農林水産大臣：野上浩太郎（初次入閣、参議院議員）
▼經濟産業大臣：梶山弘志（續任）
▼國土交通大臣：赤羽一嘉（續任、公明黨）
▼環境大臣：小泉進次郎（續任）
▼防衛大臣：岸信夫（初次入閣、安倍晉三的弟弟）
▼官房長官、兼任拉致問題、沖繩基地負擔輕減兩位擔當大臣：加藤勝信（原厚生勞動大臣）
▼復興大臣：平則勝榮（初次入閣）
▼國家公安委員長、兼任防災擔當大臣：小此木八郎（再次入閣）
▼行政改革擔當大臣兼任沖繩・北方擔當大臣、規制改革擔當大臣：河野太郎（原防衛大臣）
▼一億總活躍擔當大臣、兼任地方創生擔當大臣：坂本哲志（初次入閣）
▼經濟再生擔當大臣：西村康稔（續任）
▼數位改革擔當大臣：平井卓也（再次入閣）
▼奧林匹克・帕運擔當大臣、兼任女性活躍擔當大臣：橋本聖子（續任）
▼2025年大阪・關西萬博擔當大臣（新設職務）、兼任消費者擔當大臣、科學技術擔當大臣：井上信治▼眾議院官房副長官：坂井學（新任用）
▼参議院官房副長官：岡田直樹
▼事務官房副長官：杉田和博（續任）
▼内閣法制局長官：近藤正春（續任）
在閣僚正式名單發表後，包括河野太郎、田村憲久、岸信夫等閣員也開始陸續進入官邸。菅義偉內閣的20位閣員中僅有2位女性、平均年齡為60.4歲，最高齡的麻生79歲，最年輕的小泉39歲，入閣議員平均當選次數為6.9次，但與菅義偉競選自民黨總裁的石破茂、岸田文雄則都沒有入閣。在派閥比例方面，自民黨各派系的入閣人數為：細田派5人，麻生派3人，竹下派、二階派、岸田派各2人，石破派、石原派各1人，無派系3人，日媒認為「基本與派系規模相符」。
《朝日新聞》稱，菅義偉選了安倍側近加藤勝信擔任官房長官，並且留用麻生太郎（總務大臣）、茂木敏充（外務大臣）、西村康稔（經濟再生大臣）等重臣，顯然是以安倍舊內閣的骨架進行佈陣，加上自民黨高層菅義偉也留用了二階俊博（幹事長）、森山裕（國會對策委員長），同樣維持了安倍政權的架構，而且在總裁選舉中力挺他的五大派系，也都獲得要職。至於未來監督菅義偉的最重要力量，當屬立憲民主、國民民主兩黨15日才合併成立的新「立憲民主黨」，這也是8年來第一個擁有超過100名眾議員的第一大在野黨。
