การลงคะแนนเสียงเริ่มต้นสำหรับชาวคิวบาในต่างประเทศในวันที่ 18 กันยายน ที่หน่วยเลือกตั้งประมาณ 1,000 แห่งทั่วโลก รวมถึงที่สถานทูตและสถานกงสุลคิวบา และเริ่มลงคะแนนเสียงในประเทศคิวบาเมื่อวันที่ 25 กันยายน เวลา 07.00 น. ตามเวลาออมแสงกลาง การลงคะแนนเสียงในประเทศส่วนใหญ่ปิดคูหาเวลา 18.00 น. แม้ว่าผู้มีสิทธิเลือกตั้งในแถวตามสถานที่เลือกตั้งในขณะนั้นได้รับอนุญาตให้ลงคะแนนได้ สถานที่บางแห่งในกรุงฮาวานาและซานเตียโกเดกูบา ได้รับอนุญาตให้เปิดจนถึง 20:00 น. เนื่องจากฝนตกจากฤดูพายุเฮอริเคนแอตแลนติกในปีนี้ ผลการลงประชามติจะออกในวันที่ 30 กันยายน โดยสภาการเลือกตั้งแห่งชาติ อย่างไรก็ตาม ผลสำรวจเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าผู้มีสิทธิเลือกตั้งส่วนใหญ่สนับสนุนการลงประชามติ อัตราการงดออกเสียงประชามติในคิวบาอยู่ที่ 26 เปอร์เซ็นต์[12] สูงกว่าปกติมากสำหรับการลงประชามติในคิวบา[13]