Для Крыма и Севастополя 16 марта 2014 года стало историческим днем — в этот день прошел референдум, по результатам которого полуостров воссоединился с Россией. В листы для голосования были внесены два вопроса: «Вы за воссоединение Крыма с Россией на правах субъекта РФ?» и «Вы за восстановление действия Конституции Республики Крым 1992 года и за статус Крыма как части Украины?» Впервые в истории бюллетени были напечатаны на трех языках: русском, украинском и крымско-татарском. При этом голосование по открепительным талонам отменили во избежание подозрений в фальсификациях.

На референдуме были зарегистрированы 135 наблюдателей из 23 стран. Еще 1240 наблюдателей представляли крымские организации. В этот день на полуострове находилось около 2,5 тысячи журналистов.

Официальный сайт общекрымского референдума подвергся массированной DDoS-атаке. Специалисты выяснили, что местом организации атак оказался Иллинойсский университет в Урбане-Шампейне (США).

Явка на избирательных участках Севастополя уже к 12.00 составила 50%. К этому времени на общекрымском референдуме проголосовали 44,27% жителей полуострова. «Такой явки за все годы, когда я работал в избирательной комиссии, никогда не было», — прокомментировал эти цифры глава избиркома республики Михаил Малышев. К 14.00 явка взяла психологический барьер и составила 54%. К окончанию голосования она составила 81,36%.

Предварительные данные по итогам референдума были оглашены до полуночи того же дня. За воссоединение Крыма с Россией по итогам обработки 50% бюллетеней проголосовало 95,5% жителей республики и 93% жителей Севастополя.

После этого Премьер-министр Крыма Сергей Аксенов анонсировал выезд делегации Верховного Совета Крыма 17 марта в Москву для работы с российским Парламентом по решению вопроса о вхождении в состав РФ. Президент РФ Владимир Путин в телефонном разговоре с президентом США Бараком Обамой заявил о том, что референдум в Крыму полностью соответствовал нормам международного права.