Bien qu'ayant fait part, devant le Grand Conseil, de leur souhait de poursuivre leur collaboration durant la prochaine législature, les cinq membres du gouvernement neuchâtelois ont dû faire face à plusieurs adversaires lors de l'élection pour le renouvellement de l'exécutif neuchâtelois. Comme colistière de ses deux conseillers d'Etat sortants Laurent Favre et Alain Ribaux, le PLR proposait Isabelle Weber-von Kaenel. L'objectif était alors de récupérer la majorité perdue il y a quatre ans. Du côté du PS, le parti représenté au sein de l'exécutif sortant par Jean-Nathanaël Karakash, Monika Maire-Hefti et Laurent Kurth, a opté pour un apparentement de ses listes avec celles des Verts et de SolidaritéS. Les Verts ont désigné Fabien Fivaz comme candidat et SolidaritéS Dimitri Paratte. A la différence de la dernière élection, lors de laquelle le POP s'était allié avec les Verts et les socialistes, le parti a cette fois-ci fait cavalier seul. Tout en dénonçant une dérive socio-libérale des socialistes, le POP présentait Nago Humbert, candidat arrivé en huitième position (sur quinze) en 2013. Désigné comme candidat des Vert'libéraux lors de l'assemblée générale du parti, Mauro Moruzzi a finalement renoncé, convaincu que les membres sortants du pouvoir exécutif devaient pouvoir terminer leur travail et qu'il était prioritaire que le parti concentre ses efforts sur le Grand Conseil. Le PDC a désigné Vincent Martinez comme candidat. Finalement, Michèle Griffon (sans parti), Morgan Aeby (sans parti) et Valérie Griffon (sans parti) étaient en course sur la "Liste pour la reconnaissance du Vote Blanc". A droite de l'échiquier politique, dans l'optique de reconquérir son siège suite au départ d'Yvan Perrin en 2014, l'UDC a préféré la stratégie des candidatures plurielles à celle d'une candidature unique. La raison était l'absence d'une personnalité fédératrice, comme celle d'Yvan Perrin en 2013, capable de jouer le rôle de locomotive. Ainsi, les trois candidats retenus par l'UDC étaient Jean-Charles Legrix, Stephan Moser et Xavier Challandes. Au total, ce sont donc onze personnes qui entraient en course aux côtés des ministres sortants.
En réponse au reproche du POP quant aux orientations des ministres socialistes, le parti socialiste évoqua la difficulté, pour un gouvernement de gauche, de faire passer ses idées face à un législatif situé majoritairement à droite. En dépit des critiques formulées par l'électorat de gauche, notamment au sujet du programme d'assainissement, le parti a rappelé les avancées du gouvernement sortant: nouvelle Loi sur les finances de l'Etat et des communes, relance d'une politique cantonale du logement, reconnaissance fédérale de Microcity Pôle d'innovation ou encore la politique sanitaire globale. Deux de ses membres pourraient cependant être sanctionnés par une partie de la population neuchâteloise. Monika Maire-Hefti pourrait en effet faire les frais des changements de conditions de travail du corps enseignant et de leur nouvelle grille salariale. A l'automne passé, les enseignantes et enseignants ont fait grève pour protester. La candidate pourrait néanmoins avoir le soutien de la droite, pour avoir tenu bon face aux revendications des grévistes. Laurent Kurth risque également sa place en raison des options retenues dans le dossier hospitalier. Il sera même victime d'un affichage anonyme l'accusant, suite à un emprunt toxique en euros, d'être responsable des trois millions d'intérêts qui coûtent chaque année à la commune de la Chaux-de Fonds. En réaction, il rappela que la dette avait été en partie réduite. A l'UDC, le président du Grand Conseil et candidat au Conseil d'Etat Xavier Challandes a évoqué, lors de la campagne, la possibilité d'un changement de parti politique. Il s'était par le passé distancé à plusieurs reprises des idées de son parti, l'UDC, notamment à propos de l'éligibilité des étrangers au niveau cantonal.

Avec une faible participation de 34.2%, aucun candidat n'a obtenu la majorité absolue de 22'816 voix dès le premier tour. Arrive en première position, avec 22'715 voix, Jean-Nathanaël Karakash, suivi par les PLR sortants Laurent Favre (21'957 voix) et Alain Ribaux (21'626 voix). En quatrième position, Monika Maire-Hefti comptabilise 18'092 voix, suivie par Laurent Kurth (17'997 voix). Les cinq membres du gouvernement sortant sont donc en tête. Fabien Fivaz obtient 12'536 voix, il est suivi par Isabelle Weber (12'177 voix) et Nago Humbert (9'310 voix). Jean-Charles Legrix arrive en neuvième position, avec un score de 6'230 voix. Xavier Challandes obtient 6'175 voix. Suivent ensuite Stephan Moser (5'660 voix), Vincent Martinez (5'152 voix), Dimitri Paratte (4'375 voix), Michèle Griffon (1'647 voix), Valérie Griffon (1'493 voix) et, finalement, Morgan Aeby (1'265 voix). La population semble en faveur du maintien du statu quo, malgré la défaite infligée au Conseil d'Etat sur le projet d'hôpital unique de soins aigus en février dernier.
Concernant le deuxième tour, après l'annonce du POP, de l'UDC et des Verts de ne pas y participer, le PLR a suivi la même voie. Les membres sortants du gouvernement neuchâtelois ont donc été élus tacitement. Au cours de la prochaine législature, ils devront se battre en faveur de l'hôtel judiciaire à la Chaux-de-Fonds, tenter de convaincre de la pertinence d'une convention collective de travail pour tous les collaboratrices et collaborateurs des établissements de soins et faire comprendre que les reports de mesures fiscales ne sont pas juste un cadeau aux communes employant beaucoup de frontaliers. Cela tout en considérant les problèmes de fonds du canton, les conséquences du franc fort, le chômage, l'aide sociale et la diminution des subsides des caisses-maladies.

Pour les 115 sièges au Grand Conseil neuchâtelois, ainsi que pour les sièges suppléants, 497 personnes étaient en course. C'était peut-être la dernière fois que le législatif cantonal était élu sur la base de six districts. En effet, il se pourrait qu'en 2021, il n'y ait plus qu'une circonscription unique pour l'élection du Grand Conseil.
Comme pour les élections du Conseil d'Etat, le POP, dont les listes présentaient au total 44 candidates et candidats, n’a pas mené bataille au côté des socialistes. Alors que, lors des élections fédérales, Denis de la Reussille (pop, NE) avait réussi à être élu au Conseil national grâce à l’apparentement du POP avec les Verts et les socialistes. En conséquence, les socialistes, qui proposaient 105 candidatures, risquaient de perdre quelques sièges et le souhait de retrouver une majorité de gauche, après l’avoir perdue en 2013, était devenu irréaliste. Les Verts, engagés pour la mobilité avec 113 personnes, devaient choisir de s’apparenter soit avec le POP, parti avec lequel il forme un groupe au Grand Conseil, soit avec les socialistes. La deuxième option a été privilégiée. Dans le district de Neuchâtel, les écologistes étaient également liés à SolidaritéS (17 candidatures proposées). Les Vert’libéraux, qui disposaient de cinq représentantes et représentants lors de la législature précédente, ont proposé 52 individus dans les districts de Neuchâtel, la Chaux-de-Fonds et Boudry. Accompagné du slogan «Envie de printemps», le programme du parti consistait en trois axes: oser, transformer et renforcer. En résumé, il s’agissait de faire aboutir les gros projets d’investissement et d’en relancer d’autres, notamment de domicilier les pendulaires à l’horizon 2030, de poursuivre le soutien aux fusions de communes et au droit de vote à 16 ans sur demande, ainsi que d'abaisser le quorum de 10% à 3% au Grand Conseil. Pour sa campagne, le PLR avait demandé à ses 107 prétendantes et prétendants de poser devant une affiche présentant une mosaïque de portraits, selon le principe du selfie. Le message qu'il souhaitait véhiculer était que le pouvoir revient au peuple, et que c'est à lui d'élire ses représentantes et représentants. D'ailleurs, chaque candidat a dû prouver qu'il avait un casier judiciaire vierge et que le paiement de ses impôts était à jour, le but étant de présenter aux citoyens des candidates et candidats à la probité exemplaire. Pour faciliter la confiance de l'électorat envers les nouvelles générations, chaque candidat aguerri soutenait un nouvel arrivé en politique. Concernant le programme électoral du parti, outre la création d'emplois, la question de la fiscalité demeurait centrale. Le PLR défendait ainsi une application complète de la réforme de la fiscalité des particuliers. Il était également favorable à la déduction totale des primes d'assurance-maladie et voulait faire aboutir son projet de loi pour supprimer l'impôt cantonal sur les successions et les donations en ligne directe. Avec ses 35 candidatures, l'UDC, a, durant la campagne, mobilisé les ressentiments contre les frontaliers, qui sont nombreux à travailler dans le canton où le taux de chômage est un des plus élevés de Suisse. Quant au PDC, soumettant 22 personnes pour le représenter, il se trouvait, comme les Vert'libéraux, face à la possibilité de renforcer son rôle d'arbitre au centre de l'échiquier politique. Son programme s'articulait autour de quatorze propositions, dont le développement des partenariats publics-privés, la suppression des désavantages fiscaux frappant les couples mariés ou la création d'une Cour des comptes. Finalement, la "Liste pour la reconnaissance du Vote blanc" présentait deux candidates et candidats. Le PLR était allié aux Vert'libéraux et au Parti démocrate-chrétien. Tout comme le POP, l'UDC partait seul au combat.

L'élection du Grand Conseil est intervenue un mois après le vote hospitalier, dont le résultat a désavoué le gouvernement et le Parlement cantonal. La droite reste majoritaire, malgré une perte de trois sièges. Elle comptabilise dès à présent 58 sièges, contre 57 pour la gauche. Alors que le PLR passe de 35 à 43 mandats (force du parti: 33,4% ; +4,7% par rapport à 2013), l'UDC passe de 20 sièges à 9 (11,5% ; -5,4%). Le PDC obtient un siège supplémentaire et est donc représenté par 2 députés (2,7%; 0%). Les Vert'libéraux perdent leur cinquième siège (4,4%; -0,4%). Le PS est privé d'un siège alors que ses alliés, les Verts, gagnent cinq sièges. Le premier possède maintenant 32 sièges (23,9%; -2,9%) et le second 17 (14,9%; +3,7%). Le POP obtient 6 sièges et SolidaritéS 2 (9,7%; +6,9%). Le PLR reste la première force au législatif cantonal, suivi par les socialistes. Quelques jours seulement après l'élection, Xavier Challandes (udc) adhère au parti des Verts. Il avait auparavant déjà émis l'hypothèse de ce revirement. Par conséquent, la majorité du législatif bascule à gauche. La gauche bénéficie donc d'une double majorité, au gouvernement et au Parlement cantonal.