Уже 25 февраля 1991 года Верховный Совет СССР отметил, что высшие органы власти отдельных республик в нарушение Конституции и законодательства СССР фактически блокируют исполнение решения IV Съезда народных депутатов СССР о проведении референдума. В этих республиках предпринимались попытки подменить формулу референдума, утвержденную Верховным Советом СССР, дополнить ее другими вопросами республиканского и местного значения либо провести взамен общесоюзного референдума республиканские опросы, плебисциты.
Поскольку в поставленном на референдум вопросе не было вмешательства во внутренние дела суверенных республик, а лишение граждан возможности участвовать в референдуме противоречило Конституции и законам СССР, а также являлось нарушением прав человека на участие в управлении своей страной, Верховный Совет СССР установил, что решения, блокирующие проведение референдума СССР в тех или иных местах, являются незаконными и не подлежат исполнению.
Верховным Советом СССР было разрешено местным властям в союзных республиках, где не были созданы центральные республиканские комиссии референдума, самостоятельно образовывать участки и округа, утверждать окружные и участковые комиссии референдума
СССР. Также в этих республиках, в воинских частях Минобороны СССР, КГБ СССР, МВД СССР образовывались участковые и окружные комиссии референдума, которым было разрешено включать в дополнительные списки членов семей военнослужащих этих частей, а также других граждан, которые были лишены возможности голосовать по месту жительства.
В целом, так или иначе, препятствовали проведению на своей территории Всесоюзного референдума высшие органы власти Грузии, Латвии, Литвы, Молдавии, Армении и Эстонии – в них не были созданы центральные республиканские комиссии референдума. Тем не менее голосование на территории этих республик было проведено – в тех населенных пунктах, где были созданы участковые избирательные комиссии, а также в воинских частях. Всего в этих республиках для проведения референдума были образованы: 31 избирательный округ, 330 самостоятельных участков, 1300 участковых избирательных комиссий.
Ввиду решения Верховного Совета СССР о проведении Всесоюзного референдума Верховный Совет Литовской ССР издал Постановление «Об опросе жителей Литовской Республики» (уточнив его затем постановлением от 18 января 1991 года), согласно которому в Литве должен был пройти «всенародный опрос» по вопросу независимости республики, формально уже провозглашенной 11 марта прошлого года. Это было расценено Президентом СССР как намерение блокировать исполнение в республике решений о проведении данного референдума, он назвал этот опрос и попытки объявить его «плебисцитом о будущем Литовского государства» юридически несостоятельными. Участие во Всесоюзном референдуме было блокировано местными властями и состоялось только на избирательных участках, организованных в ограниченном количестве в зданиях, контролируемых к тому моменту силовыми органами Центра.
9 февраля был проведен «всенародный опрос» («избирательная консультация») по вопросу независимости
Литвы. В нем приняло участие 84 % избирателей, 90,4 % из них высказались за независимую демократическую Литовскую Республику. На этом основании 12 февраля Исландия признала факт декларированной ранее независимости Литвы.
Высшие органы власти Латвийской ССР объявили бойкот Всесоюзному референдуму. 3 марта была проведена «избирательная консультация» по вопросу о независимости. В ней приняло участие 1 666 128 жителей Латвийской Республики (87,6 % всех избирателей), из них 73,7 % высказались за независимость, 24,7 % проголосовали против.
