Potrivit PRO TV Chişinău, cele 62 de secţii de votare s-au deschis la ora 7.00 (7.00, ora României) şi s-au închis aseară, la ora 21.00 (21.00, ora României). Plebiscitul este considerat ilegal de către autorităţile de la Chişinău.
Cei aproximativ 98.000 de locuitori cu drept de vot au fost întrebaţi dacă sunt de acord cu afirmarea dreptului la autodeterminare teritorială pentru regiunea Găgăuzia şi dacă preferă integrarea europeană a Republicii Moldova sau aderarea la Uniunea Vamală Rusia-Belarus-Kazahstan.
Organizarea referendumului a fost decisă de Legislativul din Găgăuzia în noiembrie 2013, dar Procuratura Generală a Republicii Moldova a anunţat pe 9 ianuarie deschiderea unui dosar penal vizând reprezentanţii locali care organizează consultarea populară. În plus, decizia Adunării Populare privind organizarea referendumului a fost invalidată şi de tribunalul local de la Comrat, care a decis că legislativul local nu are astfel de competenţe.