都知事選と同日に行われた東京都議の補選では、9つの選挙区で補選が行われた。自民党は8つの選挙区で候補者を擁立したが、2勝6敗と惨敗という声が上がっていて、選挙前の5議席から2議席に減った。都議補選は与野党が痛み分けとなった中、都民ファーストの会は3議席を獲得した。自民党からは「結局、小池氏の独り勝ちだ」との声も上がる。
自民党では主な選挙で負けが続いている。6月27日に自民党・石破元幹事長は「都議選の勝敗というのがこれからいつかは行われる。衆議院の先行指標になると思っている。地方で負けて東京でも負けるとなると、本当に党の立て直しっていうのが物凄く急務であり、重大な課題になる」と話していた。自民党は今回の補選の8選挙区で候補者を擁立し、うち6選挙区で与野党対決となった。勝敗のラインは4勝以上とし、自民党幹部は「都知事選より党勢が反映される」と都議補選重視の姿勢を強調した。都議会の勢力図を見ると、欠員が生じる前は自民党が5、都民ファーストの会が2，無所属が2だった。なぜ勝敗ラインを4勝に設定したのかについて星は「都民ファーストの議員の参院選からの出戻りもあり、低く見積もって4勝としたのでは…」と指摘する。
4勝を目指して自民党幹部らが応援に入り、国政選挙さながらの態勢で支援を呼びかけた。萩生田光一都連会長は「逆風の原因を作った1人として、改めて市民の皆さんにご心配をおかけしたことをお詫び申し上げたいと思います。自民党が憎ければ都議候補まで憎い、これは八王子のためにはならない」と演説したが、萩生田氏の地元・八王子市などで敗北した。結果を受けて萩生田都連会長は「自民党に対する逆風があり、原因を作った1人としてお詫びからの選挙だったが、差を縮めることが出来なかった」と話す。岸田首相も「結果については真摯受け止め、今後に生かしていかねばならない」と話す。佐藤は「既成政党への不信感が表れた。勝ったのは都民ファーストの会や無所属、立憲や維新もふるわなかった」と指摘。星も「接戦の選挙区もあったが、有名議員の応援がマイナスに働いたのでは。4勝を大きく下回り、岸田総理の総裁選戦略も厳しい情勢に」と指摘する。TBSスペシャルコメンテーター・星浩、毎日新聞論説委員・佐藤千矢子による解説。
今回の都議補選は、各選挙区の当選者が衆院小選挙区と同じく1人だけで党勢を測る指標となるとみられる。その中で「党員資格の停止処分」を受けた下村博文元文科相の地元・板橋区では、自民党の河野雄紀氏が勝利した。内訳を見ると、自民党の得票率は36％で、野党候補が複数立った構図が自民党にプラスに作用した面もある。もう1つの注目は自民が負けた一騎打ちの足立区で、立憲民主党の銀川裕依子氏がギリギリ勝った。自民・公明が強いが立憲候補が一騎打ちで勝利したのは、島根の補選が再現された形。