Die Beteiligung an der Abstimmung blieb weit hinter den Erwartungen der Veranstalter zurück. Nach den am Montag veröffentlichten Ergebnissen gaben nur 27,2 Prozent der 700.000 Wahlberechtigten ihre Stimme ab. Davon votierten 94,7 Prozent für eine Loslösung der Region von Spanien und die Gründung eines unabhängigen katalanischen Staates. 3,5 Prozent stimmten gegen die Unabhängigkeit.
Das Ergebnis der Abstimmung hat rechtlich keinerlei bindende Wirkung, da nach der spanischen Verfassung allein der Zentralstaat Referenden abhalten darf. Die Madrider Regierung erkennt den Ausgang nicht an. Der spanische Vizeregierungschef Manuel Chaves bezeichnete die Abstimmung als einen "politischen Propagandaakt".
In insgesamt 166 Städten und Gemeinden in der nordostspanischen Region waren die Bewohner am Sonntag zur Stimmabgabe aufgerufen, Jugendliche über 16 Jahre und Ausländer eingeschlossen. Sie sollten die Frage beantworten, ob sie dafür oder dagegen sind, dass Katalonien einen unabhängigen Staat bildet und ein eigenständiges Mitglied der Europäischen Union wird. Die Abstimmung war von privaten Initiativen organisiert worden. Die Rathausverwaltungen durften sich nicht daran beteiligen.
Die Veranstalter hatten nach inoffiziellen Angaben auf eine Beteiligung von 40 Prozent gehofft. Sie bezeichneten die Abstimmung dennoch als einen "heroischen Erfolg" und kündigten an, über ein Volksbegehren im kommenden Jahr die Abhaltung eines Unabhängigkeitsreferendums in ganz Kataloniens durchsetzen zu wollen.
Katalonien versteht sich auf der Grundlage seines im Jahr 2006 verabschiedeten Autonomie-Statuts als eine "Nation". Flächenmäßig ist die Region etwa so groß wie Belgien und hat mit 7,4 Millionen Menschen mehr Einwohner als Dänemark oder Finnland. Die katalanische Sprache war während der Franco-Diktatur (1939-1975) unterdrückt worden. Sie wird außer in Katalonien selbst auch in der Region Valencia, auf den Balearen und im Pyrenäen-Kleinstaat Andorra gesprochen.