Prezydent Rajoelina prowadził aktywną kampanię referendalną, składając przy tej okazji liczne obietnice wyborcze i organizując występy lokalnych gwiazd sceny muzycznej. Tymczasowa administracja traktowała wysoką frekwencję wyborczą jako sprawę prestiżową, demonstrację społecznego legitymizmu dla swojej władzy i wotum zaufania wobec rządu.
28 października 2010 Ministerstwo Spraw Wewnętrznych wydało zakaz organizacji publicznych zgromadzeń, z wyjątkiem tych związanych z kampanią referendalną. 10 listopada, na tydzień przed głosowaniem, służby bezpieczeństwa rozpędziły przy pomocy gazu łzawiącego demonstrację opozycji w Antananarywie sprzeciwiającą się głosowaniu. Kolejnego dnia zatrzymanych zostało trzech opozycyjnych polityków nawołujących do bojkotu głosowania. W noc poprzedzającą referendum nieznani sprawcy podłożyli ogień pod biuro partii Andry'ego Rajoeliny.
Głosowanie i wyniki 17 listopada 2010 o godzinie 6:00 czasu lokalnego rozpoczęło głosowanie, które od pierwszych godzin przebiegało spokojnie. Do udziału w nim zarejestrowanych zostało 7,15 mln spośród 20 mln mieszkańców kraju. Dzień referendum był wolnym od pracy.