Nakon što je pomenuti akt usvojen u Radi, uslijedio je i referendum, održan krajem 1991. godine, na kojem je 92,3 odsto birača podržalo Deklaraciju o nezavisnosti.
Pravo glasa imalo je oko 38 miliona birača, a izlaznost je bila na nivou od 84,2 odsto.
Zanimljivo je kako je u svakoj od 27 administrativnih jedinica u Ukrajini dominantna bila podrška nezavisnosti. Pritom, najveća podrška nezavisnosti zabilježena je na zapadu - u Ternopiljskoj oblasti (98,7 odsto), Ivano-Frankivskoj oblasti (98,4) i Lavovskoj oblasti (97,5).
U Kijevskoj oblasti je za nezavisnost glasalo 95,5 procenata birača, a u samom gradu Kijevu 92,9.
Najniži procenat birača koji su podržali nezavisnu Ukrajinu tada je bio u Luganskoj oblasti, gdje je za glasalo 83,9 odsto birača, te na Krimu. Tamo je u gradu Sevastopolju nezavisnost podržalo 57 odsto izašlih birača, a u ostatku Krima njih 54,2.