Najwięcej problemów interpretacyjnych dostarczało rozgraniczenie konstytucyjnego prawa do informacji z ustawowym nakazem przestrzegania tzw. ciszy wyborczej na 24 godziny przed dniem głosowania i w czasie obu dni referendalnych. Należy tu podkreślić, że w polskim systemie wyborczym tzw. cisza wyborcza jest dość rygorystyczna, a jej korzenie tkwią jeszcze w prawodawstwie sprzed 1989 roku. Tymczasem większość demokratycznych krajów, albo nie wprowadza takich regulacji w ogóle, albo ogranicza zakaz agitacji do lokali wyborczych i bezpośredniego sąsiedztwa budynku, w którym ten lokal się znajduje. PKW wychodząc naprzeciw olbrzymiemu zapotrzebowaniu na informację o przebiegu referendum, jeszcze przed ciszą wyborczą ogłosiła, że informowanie w mediach o pytaniach referendalnych, godzinach otwarcia lokali i o osobach biorących  udział w głosowaniu nie jest agitacją referendalną. Dotyczyło to także tzw. SMS-ów wysyłanych przez telefonię komórkową. PKW przestrzegała jednak przed prowadzeniem w mediach i przez osoby publiczne agitacji za lub przeciw przystąpieniu do Unii Europejskiej, bowiem po pierwsze tego wymagało obowiązujące prawo, a po drugie PKW odpowiadała za dochowanie zasad i trybu postępowania referendalnego. Trzeba przy tym stwierdzić, że w zasadzie tak media, jak i wypowiadający się politycy i znane osobistości życia publicznego zachowywały się z umiarem i nie naruszały – zadaniem PKW – tych obowiązujących zasad. Jedyna poważniejsza skarga na naruszenie ciszy wyborczej dotyczyła jednego z dzienników ogólnokrajowych. W tym wypadku PKW zgodnie z właściwością rzeczową przekazała tę skargę do Prokuratury Okręgowej w Warszawie, gdyż dotyczyła ona jedynie podejrzenia popełnienia wykroczenia, nie stanowiącego przesłanki mającej wpływ na ważność referendum.

Ustalenie wyniku głosowania dokonane zostało przez 11-osobowe komisje obwodowe, których członkowie rekrutowali się zarówno spośród zwolenników, jak i przeciwników akcesji. Dodatkowym zabezpieczeniem rzetelności w ustaleniu wyników głosowania była liczna obecność mężów zaufania z obu opcji. Nad całością złożonego postępowania referendalnego czuwała złożona z dziewięciu sędziów stała i niezależna od innych władz Państwowa Komisja Wyborcza, która sprawowała nadzór nad przestrzeganiem przepisów regulujących zasady i tryb przeprowadzenia referendum. Wyniki zbiorcze na obszarze swojego działania – co było już czystą matematyką – ustalili sędziowie-komisarze wyborczy, a w skali kraju – PKW. W oficjalnie ogłoszonym obwieszeniu PKW stwierdziła, że w głosowaniu na 29 868 454 uprawnionych, wzięło udział 17 578 818 wyborców; frekwencja wyniosła 58,85%; zgodę na przystąpienie Polski do UE wyraziło 77,45% osób wobec 22,55% głosujących przeciwnie. PKW stwierdziła, że w głosowaniu wzięła udział więcej niż połowa uprawnionych do głosowania, a większość głosujących udzieliła pozytywnej odpowiedzi, wobec tego referendum jest wiążące, a Prezydent RP uzyskał zgodę Narodu-suwerena na ratyfikację traktatu akcesyjnego. Dnia 16 lipca 2003 roku Sąd Najwyższy w składzie całej Izby Pracy, Ubezpieczeń Społecznych i Spraw Publicznych stwierdził ważność głosowania narodowego w kraju, unieważniając jedynie głosowanie w dwóch z ponad 25 tysięcy obwodów do głosowania. (Nie miało to zresztą wpływu na ostateczny wynik referendum). Ogłoszenie wyników referendum akcesyjnego z udziałem najwyższych władz państwowych, zaproszonych gości i licznych przedstawicieli mediów, odbyło się w niezwykle uroczystej oprawie na Zamku Królewskim w Warszawie.