نمایندگان مجلس در جلسه سه شنبه ۲۱ مهر طرح برجام را با ۱۶۱ رأی موافق، ۵۹ رأی مخالف و ۱۳ رأی ممتنع تصویب کردند.
قبل از آغاز رای‌گیری این طرح، تعدادی از نمایندگان تندرو، با تنش‌آفرینی خواستار عقب افتادن رای‌گیری بودند که در اجرای خواسته خود موفق نبودند.
در حالی که پس از بررسی چهار پیشنهاد در جزئیات برجام علی لاریجانی رئیس مجلس از محمدحسین فرهنگی خواست طرح را برای رأی‌گیری قرائت کند نمایندگان معترض از جمله کوچک‌زاده و رسایی به این تصمیم اعتراض کرده و در جایگاه هیأت رئیسه و در جلوی صحن مجلس جمع شده و اعتراض خود را بیان کردند.
رسایی از لاریجانی خواست که اجازه پیدا کند که پیشنهادات خود را مطرح کند. لاریجانی نیز به او گفت که باید از قبل اسم می‌نوشته است.
کوچک‌زاده نیز که در جایگاه هیأت رئیسه حاضر شده بود با فریاد اعتراض خود را بیان کرد. نمایندگان او را به پایین جایگاه هدایت کردند اما این نماینده مجلس همچنان فریاد می‌زد که این تصمیم کسی نیست تصمیم لاریجانی است.
در ادامه نیز جهانگیرزاده و بذرپاش با یکدیگر درگیر شدند که با دخالت نمایندگان این دو نماینده از یکدیگر جدا شدند اما تشنج در فضای مجلس ادامه پیدا کرد و نمایندگان در گروه‌های کوچک‌تر به صحبت ادامه می‌دادند.
رسایی نیز با صدای بلند گفت: مجلس شده جای تصمیم‌گیری لاریجانی، شمخانی و حجازی.
لحظاتی بعد مهدی کوچک‌زاده نیز در جایگاه خبرنگاران حاضر شد و در حالی که به شدت عصبانی بود، گفت: آقای لاریجانی در جلسه صبح امروز گفت که کشور تصمیم گرفته پیشنهادات مطرح نشود. آقای باهنر نیز پیش من آمد و گفت آقای لاریجانی و شمخانی این تصمیم را گرفته‌اند. این تصمیم، تصمیم رهبری نیست. این تصمیم آنطور که آقای لاریجانی می‌گوید تصمیم رهبری نیست. این تصمیم لاریجانی، شمخانی و حجازی است.
بعد از تصویب این طرح، علی‌اصغر زارعی که جزو مخالفان برجام بود، گریه کرد.
