สิ่งที่ต้องมีก่อนการลงประชามติดังกล่าวรวมไปถึงการทำสำมะโนประชากร ซึ่งจะเป็นการกำหนดว่าการจัดสรรความมั่งคั่งและอำนาจทางการเมืองระหว่างภูมิภาคจะเป็นอย่างไร ด้วยเหตุนี้ การทำสำมะโนประชากรจะเป็นพื้นฐานของกระบวนการลงทะเบียนเลือกตั้ง ซึ่งจะเปิดโอกาสให้การเลือกตั้งทั่วไปใน พ.ศ. 2553 เกิดขึ้นได้ และเป็นการเตรียมการสำหรับการลงประชามติดังกล่าวด้วย ใน พ.ศ. 2551 การทำสำมะโนประชากรถูกเลื่อนเวลาออกไปถึงสามครั้ง ปัญหาที่พบรวมไปถึงความไม่ลงรอยระหว่างฝ่ายเหนือกับฝ่ายใต้ว่าข้อตกลงไนวาชาบังคับอย่างไร ซึ่งเป็นเหตุของความยากลำบากและความท้าทายด้านการขนส่งอย่างใหญ่หลวง ทางตอนใต้ สนามทุ่นระเบิดที่ยังหลงเหลือจากสงครามซึ่งไม่มีการทำแผนที่นั้น ทำให้การสัญจรเป็นไปด้วยความยากลำบาก ขณะที่ชาวซูดานมากถึงห้าล้านคนเป็นพวกเร่ร่อน ชาวซูดานที่ถูกบังคับให้ออกจากที่อยู่ภายใต้ประเทศจากทางตอนใต้ยังคังหลงเหลืออยู่ในค่ายรอบกรุงคาร์ทูมมากถึงสองล้านคน ทางตอนกลางของประเทศ ในขณะที่ผู้ลี้ภัยบางส่วนยังคงอาศัยอยู่ในยูกันดาและเคนยา ความยุ่งยากยังมีขึ้นในความขัดแย้งในดาร์ฟูร์ ทางตะวันตก ที่ซึ่งพลเรือนที่หนีการโจมตีมาปฏิเสธที่จะมีส่วนในการทำสำมะโนประชากร ด้วยเกรงว่ารัฐบาลจะใช้ผลการสำรวจมาสร้างความเดือดร้อนแก่พวกเขา กลุ่มกบฏดาร์ฟูร์เต็มใจที่จะบอกเลิกการทำสำมะโนประชากรที่มีการเตรียมการไว้แล้ว ขณะที่กลุ่มเคลื่อนไหวเพื่อความยุติธรรมและความเสมอภาคได้ขู่ว่าจะโจมตีผู้ที่ไปใช้สิทธิ์ลงประชามติ[3]

นอกจากนี้ ยังมีความไม่ลงรอยระหว่างพรรคคองเกรสแห่งชาติ (NCP) และ SPLA/M ในประเด็นที่ว่าสัดส่วนของประชากรมากเท่าใดจึงจะนับว่าเพียงพอต่อการแยกตัวเป็นเอกราช (NCP ต้องการให้ผู้มีสิทธิ์อย่างน้อย 75% ลงประชามติยอมรับ) ตลอดจนประเด็นที่ว่าชาวเซาท์ซูดานที่อยู่ทางเหนือของประเทศควรจะได้รับอนุญาตให้ลงประชามติหรือไม่ และกระบวนการแยกประเทศภายหลังการลงประชามติ ตลอดจนการแบ่งหนี้สาธารณะ[4] ได้มีกระบวนการอย่างเรียบร้อยเมื่อต้นเดือนกันยายน พ.ศ. 2553 แต่ความไม่ลงรอยกันในประเด็นสำคัญยังคงมีอยู่[5]

เดือนตุลาคม พ.ศ. 2552 รัฐบาลกลางซูดานและรัฐบาลเซาท์ซูดานตกลงว่า ผลการลงประชามติแยกตัวเป็นเอกราชจะต้องได้รับการสนับสนุนอย่างน้อย 60% จากผู้มีสิทธิ์อย่างน้อย 3.8 ล้านคน จึงจะทำให้การลงประชามติดังกล่าวเป็นผลสมบูรณ์ หากผู้ลงประชามติเสียงข้างมากยอมรับการแยกตัวเป็นเอกราช แต่ไม่ถึง 60% เซาท์ซูดานก็จะแยกตัวออกเป็นดินแดนปกครองตนเอง[6][7] ซึ่งเป็นเงื่อนไขของความตกลงสันติภาพเบ็ดเสร็จด้วยเช่นกัน[8]

วันที่มีการเสนอให้จัดการลงประชามติดังกล่าว คือ 9 มกราคม พ.ศ. 2554 หากผู้มาลงประชามติไม่เพียงพอในการลงประชามติในครั้งแรก การลงประชามติครั้งที่สองจะถูกจัดขึ้นภายในหกสิบวัน[9]