투표는 이날 오전 8시부터 오후 10시까지 진행된다. 다만 도네츠크주 북쪽에 있는 도시 슬라뱐스크에선 이날도 정부군과 분리주의 세력 사이의 교전이 벌어지고 있어 투표 시간은 오후 6시까지로 단축됐다.
현지 선관위에 따르면 도네츠크주에선 1500여 개 투표소에서 투표가 진행되고 유권자는 320만 명 정도다. 루간스크주에선 1600여 개 투표소에서 투표가 진행되고 유권자는 약 170만 명이다.
도네츠크주에선 유권자들은 투표 용지에 러시아어와 우크라이나어로 인쇄된 '도네츠크인민공화국의 국가적 독립 선언을 지지하는가'란 질문에 '예', '아니오'로 답하면 된다.
투표 결과가 이렇게 나오면 이들 주의 분리주의 세력은 △각각의 독립공화국 창설 △우크라이나 중앙정부와의 단절을 선언할 것으로 알려졌다.
이렇게 되면 오는 25일에 있을 우크라이나 조기 대선을 거부할 가능성이 매우 높고 분리·독립을 선언한 동남부 지역 개별 공화국들이 연대해 단일 독립국가 창설을 선포하고 우크라이나 중앙정부에 연방제를 제안하거나 러시아로의 편입을 시도할 가능성도 제기되고 있다.
우크라이나 중앙정부는 이 주민투표를 불법으로 규정하고 그 결과를 인정하지 않겠다는 입장이다.
이에 따라 주민투표 후 양측 간 유혈충돌이 더욱 악화될 것이라는 우려가 높아지고 있다.