Początkowo najwięcej głosów otrzymywali kardynałowie Pacca i De Gregorio, ale żaden z nich nie był w stanie uzyskać wymaganej większości. W pierwszych dniach stycznia wysunięto kandydaturę Giacomo Giustinianiego, jednak weto króla Hiszpanii Ferdynanda VII, zgłoszone dnia 8 stycznia 1831 przez kardynała Marco y Catalána zamknęło mu drogę do pontyfikatu. 4 stycznia Albani wysunął kandydaturę kardynała Macchi jako kompromisową, ale bez większych sukcesów – otrzymywał on jedynie 4-5 głosów, jedynie w głosowaniu 19 stycznia zagłosowało na niego 11 elektorów, przy 30 koniecznych do wyboru. Począwszy od 10 stycznia coraz więcej głosów otrzymywał mnich kamedulski kardynał Mauro Alberto Capellari, prefekt Kongregacji Rozkrzewiania Wiary, wcześniej nie wymieniany w gronie faworytów. Kandydaturę tę zaproponował Bernetti, a ostatecznie poparli ją, wbrew stanowisku Albaniego, także kardynałowie będący poddanymi Wiednia (m.in. Gaisruck). W rezultacie Cappellari uzyskał w końcu wymaganą większość.
Wybór Grzegorza XVI 2 lutego 1831 roku, po upływie półtora miesiąca, wyniki porannego głosowania były następujące: Capellari – 32 głosy Pacca – 7 głosów De Gregorio – 3 głosy Galleffi – 2 głosy Gazzola – 1 głos