Wybory te okazały się konieczne z powodu tragicznej śmierci trzech senatorów w katastrofie samolotu TU154 pod Smoleńskiem. Wybory do Senatu są większościowe, więc w przypadku rezygnacji lub śmierci któregoś z senatorów konieczne jest przeprowadzenie wyborów uzupełniających. Na senatora głosować może tylko osoba mieszkająca w okręgu wyborczym, w którym odbywają się wybory. Wyborcy udający się do lokali wyborczych powinni zabrać ze sobą dokument tożsamości ze zdjęciem. Wyborcy otrzymują karty do głosowania z nazwiskami kandydatów na senatora. Karty są koloru żółtego. Nazwiska są umieszczone w kolejności alfabetycznej. Przy nazwiskach jest podana nazwa komitetu wyborczego, który wystawił kandydata lub skrót tej nazwy. Głosuje się stawiając znak "x" w kratce znajdującej się z lewej strony nazwiska kandydata. Aby głos był ważny, trzeba postawić znak "x" przy nazwisku jednego kandydata. Głos jest nieważny, jeśli znak "x" nie pojawi się przy żadnym nazwisku lub przy nazwiskach większej niż jeden liczby kandydatów. Znaki, dopiski, a nawet rysunki na karcie do głosowania nie powodują unieważnienia karty i głosu, o ile znajdują się poza kratką, przeznaczoną do wpisania znaku "x". W okręgu wyborczym nr 30 w Katowicach, który obejmuje powiaty: bieruńsko-lędziński oraz miasta na prawach powiatu: Katowice, Chorzów, Mysłowice, Piekary Śląskie, Rude Śląską, Siemianowice Śląskie, Świętochłowice i Tychów uprawnionych do głosowania jest 825 tys. osób. O mandat w okręgu katowickim ubiega się trzech kandydatów: Leszek Piechota (PO), Adam Stach (PSL) i Zbigniew Zdónek (PPP-Sierpień 80). W okręgu wyborczym nr 21 w Krośnie o mandat senatora ubiega się tylko jeden kandydat: Alicja Zając (PiS). Okręg ten obejmuje powiaty: bieszczadzki, brzozowski, jarosławski, jasielski, krośnieński, leski, lubaczowski, przemyski, przeworski, sanocki oraz miasta na prawach powiatu: Krosno, Przemyśl. Uprawnionych do głosowanie jest 713 tys. osób. W okręgu wyborczym nr 15 w Płocku, w którym uprawnionych do głosowania jest 679 tys. osób, kandydują: Marek Martynowski (PiS), Michał Boszko (PSL) oraz Tomasz Kałużyński (Polska Plus). Okręg płocki obejmuje powiaty: ciechanowski, gostyniński, mławski, płocki, płoński, przasnyski, sierpecki, sochaczewski, żuromiński, żyrardowski oraz miasto Płock.