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台北市長蔣萬安2022市長競選期間，請辭北市第三選區（中山、北松山）立委，其留下立委缺額則訂於1月8日舉行補選。經受理登記期間，共計吳怡農、王鴻薇及無黨籍候選人蕭赫麟3人參選，號次抽籤吳怡農抽中1號、王鴻薇2號及蕭赫麟3號。
根據選委會統計，選舉人人數共26萬7965人，男性12萬1781人、女性14萬6184人，補選範圍涵蓋中山區及松山區，包括精忠里、東光里、龍田里、東昌里、東勢里、中華里、民有里、民福里、松基里、莊敬里、東榮里、新益里、新東里、介壽里、三民里、富錦里、富泰里、自強里、鵬程里及安平里等20里；自1月8日下午4點各投票所投票結束後，隨即轉為開票所進行開票，北市選委會粗估投票率42%。
自今下午4點起，各開票所陸續進行開票作業，王鴻薇、吳怡農票數一路緊咬，兩人差距不到4000票，戰況相當膠著。約於5點20分，王鴻薇率先取得過半票，隨後自行宣布當選，並發表談話。
王鴻薇表示，很感謝中山區、北松山區選民願意給她服務機會，第三選區原是蔣萬安選區，其表現認真勤快、問政成績也很好；她坦言，「這是一個壓力的開始，我也要告訴北松山與中山區選民，我會努力來表現，希望能夠繼續讓大家看到我是值得信賴的。」
針對選舉結果，王鴻薇坦言，最後幾天確實感受到投票率會偏低，但幸好在選前一、兩天與選民做了訴求，而此次投票率約42%，確實印證了補選投票率偏低。
王鴻薇也重申，從今起是她壓力的開始，會更加倍努力讓選區選民能夠繼續信賴、支持她。她也提到，過去補選狀況如同前立委陳學聖所說，大家非常看好、支持度也很高，但最後沒出來投票反釀遺憾，「這次還好沒有造成，最後我們擔心的遺憾情形發生。」
談及未來進入國會目標，王鴻薇說，看到還稅於民行政院確實願發現金，但又告訴大家要舉債，這實在讓人難以接受；王鴻薇也透露，「未來進入國會後會看緊納稅人荷包」，追查蔡政府過去6年來超徵1.1兆到底花到哪去了？
另外，王鴻薇也表示，從今起她有很多事情要忙，會先把中山、北松山所有里辦再走一遍、了解一遍，短短30幾天很多里長反映要解決社區的事，因此從今起會再深入了解，幫社區及里民解決問題。
媒體詢問，曾提到補選是總統前哨戰，結果是否對國民黨有利？王鴻薇回應，此次補選為台北市長延長賽，至少她有成功接棒，讓蔣萬安未來拚市政無後顧之憂，也證明自11月26日大選，到12月18日嘉義市長選舉，再至今北市第三選區補選，國民黨穩紮穩打，步步得到勝選，展現了大家團結合作精神，「對2024來講也是一劑強心針。」
至於原先議員選區的選民服務，未來該如何處理？王鴻薇指出，她會持續來做，如今日她就去參加兩個里的新春活動，之前的一些選服案，也會繼續辦理，並與選區議員合作。王鴻薇說，還不曉得自己何時就職，但接下來一定是先謝票，同時把選服案件辦一辦，若來不及的地方會跟選區議員合作。
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媒體追問，是否擔心補選使落跑議員議題問題發酵，影響到2024總統大選新北市長侯友宜的布局？王鴻薇提到，她原先議員選區里長生日曾許願，希望她能夠當選，在過程中很多信義區里長，也都有幫忙她拉票。
王鴻薇也強調，會繼續擴大服務，並尊重社會多元聲音，以她個人親身經驗，包括她今到信義區參加活動，里民、志工與里長都跟她說要當選，「很感謝原來議員選區的里長、里民諒解」，這些都點滴在心頭。