W 2009, w dwukrotnie organizowanych wyborach prezydenckich, mołdawscy deputowani nie byli w stanie dokonać wyboru nowego szefa państwa. Pierwsze wybory przeprowadzone w maju i czerwcu 2009, nie przyniosły zwycięstwa kandydatce rządzącej Partii Komunistów Mołdawii, Zinaidzie Greceanîi. Doprowadziło to do organizacji nowych wyborów parlamentarnych w lipcu 2009. W wyborach prezydenckich w listopadzie i grudniu 2009 wymaganego poparcia nie uzyskał z kolei Marian Lupu, kandydat rządzącej koalicji Sojuszu na rzecz Integracji Europejskiej.
Wobec kryzysu politycznego i konstytucyjnego, jaki powstał po dwóch nieudanych próbach wyboru szefa państwa, rządząca koalicja wyszła z propozycją zmiany ustawy zasadniczej i wprowadzenia bezpośredniego wyboru prezydenta w głosowaniu powszechnym przez obywateli. 5 maja 2010 p.o. prezydenta Mihai Ghimpu ogłosił zamiar organizacji powszechnego referendum w tej sprawie. 7 lipca 2010 parlament zatwierdził organizację głosowania w dniu 5 września 2010.
Uprawnionych do udziału w głosowaniu było 2,6 mln spośród ok. 3,5 mln mieszkańców. Aby referendum było ważne, udział w nim musiała wziąć co najmniej 1/3 uprawnionych do głosowania. Do przyjęcia proponowanych zmian wymagana była większość głosów poparcia.