中国国务院办公厅在正式决定中取消了第十三届全国运动会由北京、上海、广东轮流举办的限制，引入了全新的投票方式决定主办地。申办过程采取国际奥委会的模式，由全国体育协会和各省市体育局局长组成的评审团进行投票。投票规则是，每轮得票最多的省份或城市需获得超过半数的票数才能直接胜出，否则票数最少的将被淘汰。候选省份包括天津、陕西、湖北、湖南和四川，它们分别提出了富有特色的申办口号：天津的“天津，为你添金”、四川的“同心抗震，四川感谢您”、湖北的“全运湖北，体育支点”以及湖南的“湖南，还体育一个快乐”。
在陈述环节，天津打破了常规，由市政府秘书长代替体育局局长进行发言，显示了其对此次申办的重视。投票过程在2011年8月16日的会议上展开。第一轮中，天津以32票领先，陕西15票，湖南被淘汰。第二轮，天津票数增至34票，陕西16票，湖北被淘汰，四川得票10票。最终，在第三轮投票中，天津以45票对其他候选省份的总票数超过半数，提前锁定主办权。
以下是详细的投票结果:
国务院将对最终的投票结果和主办权进行审核确认，第十三届全运会的主办地由此确定。
中华人民共和国第十三届全国运动会于2017年在天津市举行。天津在2011年8月16日成功取得第十三届全运会的主办权，中央政府取消北京、上海和广东三地垄断举办权后，继江苏、山东与辽宁后的第4个主办全运会的省市。