Španělská vláda v posledních hodinách před referendem podnikla mnohá opatření, aby se referendum nemohlo uskutečnit. Došlo k násilným střetům s odhodlanými voliči, proti kterým policie použila gumové náboje a obušky. Úřady v Katalánsku hlásí, že bylo zraněno až 750 lidí. Madrid se snažil zastavit i elektronické hlasování, ale referendum přesto proběhlo a podle premiéra Katalánie Carlese Puigdemonta přibližně 90 % voličů hlasovalo pro samostatnost.

Referenda se zúčastnilo něco málo přes 42 % voličů a premiér po spočítání většiny hlasů již prohlásil, že „Katalánci při hlasování získali právo na nezávislý stát“. Jeho vláda již před několika dny uvedla, že je připravena vyhlásit samostatnost do 48 hodin od vyhlášení výsledků referenda. Podle agentury AFP nicméně hlasování nesplňovalo běžné standardy. Jeho výsledek tomu odpovídá, protože v průzkumech vše vypadalo mnohem vyrovnaněji.