当Primary节点连续10秒无法和其余节点通信时，从库将发生选举，在从库中选出一个库作为新的主库。第一个发起选举并且获得了大多数成员投票的Secondary节点，将成为主节点。
MongoDB 3.2版本中新增了这样的一个功能：MongoDB引入了复制协议版本1（protocolVersion:1），以减少副本集故障转移时间并加速检测多个主节点的异常情况。默认情况下，新版本的副本集将使用protocolVersion1，老版本的副本集使用的是protocolVersion0。
选举过程示意图如下所示：
上图是通过在线的ProcessOn绘制的，其中背景色为红色的节点表示主节点于其它从节点失去通信了，此时从节点进行了选举活动；当选举成功后，绿色背景的节点就成为主节点了。
故障切换过程通常会在一分钟内完成，副本集合的成员可能需要10到30秒才能声明Primary不可访问。从3.2版本开始，MongoDB加强了复制选举功能，减少了副本集故障转移的时间。
在默认情况下，客户端从Primary读取数据，若是从Secondary读取数据的话，可能不是最新的，因为复制是异步的。使用“local”或“available” readConcern的客户端可以读取可能随后回滚的数据。