A hajnalban ismertetett nem hivatalos végeredmények szerint 59,95 százalék, 19 019 197 ember voksolt a bürokráciacsökkentő intézkedések ellen, míg 40,05 százalék, 12 706 340 mellette. A külföldön élő és szavazásra jogosult mintegy négymillió olasz szavazatait még számolták hajnalban. Körükben 27,25 százalék volt a részvételi arány, és a rendelkezésre álló legfrissebb, hajnali 4-kor ismertetett adatok szerint a többségük – 65 százalék – támogatta a Renzi-kormány bürokráciacsökkentő javaslatait, 35 százalékuk szavazott ellene.

A második világháború utáni talán legjelentősebb alkotmányreform keretében a kormány többek közt csökkenteni akarta a szenátus létszámát és hatáskörét. A referendum azonban sokak szerint valójában Renzi eddigi kormányzati tevékenységének megítéléséről szólt. A kezdeményezés bírálói szerint a reformok demokráciaellenesek lettek volna, míg támogatói azt mondták, hogy elősegítette volna a hatékonyabb kormányzást.

A referendumon elszenvedett vereség nyomán Matteo Renzi az éjjel közölte, hogy távozik tisztségéből, és már hétfőn benyújtja lemondását Sergio Mattarella államfőnek. A Demokrata Párt (PD) politikusa teljes felelősséget vállalt a súlyos mértékű vereségért. „Én vesztettem, nem ti\" – üzente szavazóinak, hozzátéve, hogy senki sem ragaszkodhat a helyéhez. Hangoztatta, hogy a reformok által csökkent volna a bürokrácia mértéke és Olaszország versenyképesebb lett volna. „A kormányom munkája ma véget ért\" – jelentette ki. Az elkövetkező időszak legnagyobb feladatai közé sorolta az országot idén ért földrengések utáni helyreállítást és a gazdaság megerősítését.

Az ellenzéki pártok előre hozott választásokat sürgettek az eredmények ismeretében. A reformterveket elutasító euroszkeptikus 5 Csillag (M5S) mozgalom vezetője, Beppe Grillo szorgalmazta, hogy a lehető leghamarabb válasszanak új parlamentet. Vito Crimi, az M5S szenátora azt mondta, hogy „sürgősen választásokra van szükség\". Ő és más pártok képviselői is azt hangoztatták, hogy nem kell átmeneti kormányt kinevezni, hogy áttekintse a választási szabályokat, ahogy ezt sokan sugalmazzák.

A történteket követően az államfőnek határoznia kell arról, hogy milyen további lépéseket tegyen. Várhatóan megpróbál kinevezni egy kormányt, amelynek többek között az lenne a mandátuma, hogy áttekintse a választási törvényeket. Ez azért is lenne döntő fontosságú, mert a Renzi által is sürgetett alkotmányreformok hiányában Olaszországban mások lesznek a választás szabályai a parlament alsóházára és a felsőházra vonatkozóan.

Renzi lemondásának fényében folynak a találgatások arról, hogy ki lehet a következő kormányfő. Egyes vélekedések szerint szóba jöhet Pier Carlo Padoan gazdasági miniszter, valamint Pietro Grasso, a szenátus elnöke. Az is megtörténhet, az államfő felkéri Renzit, hogy legalább az év végéig maradjon tisztségében, hogy szavatolják a 2017 költségvetés elfogadását a törvényhozásban.
A népszavazáson hozzávetőleg 51 millióan szavazhattak, a részvétel összességében 70 százalék körüli volt, érvényességi küszöböt nem szabtak meg.