Glasanje je počelo u petak u Lugansku, Hersonu i regionima Zaporožja i Donjecka koji su djelimično pod kontrolom Rusije.
Glasanje, koje mnogi vide kao način da Rusija opravda aneksiju tih oblasti, naišlo je na široku osudu Zapada.
Organizacija za evropsku bezbjednost i saradnju saopštila je da su referendumi nezakoniti.
"Bilo koje izbore ili referendume na teritoriji Ukrajine mogu da raspišu i sprovedu samo legitimni organi vlasti u skladu sa nacionalnim zakonodavstvom i međunarodnim standardima", navodi se u saopštenju Organizacije za evropsku bezbjednost i saradnju (OSCE). "Zbog toga će planirani referendumi biti nezakoniti."
Glasanje u petak uslijedilo je nakon najave ruskog predsjednika Vladimira Putina da namjerava da pozove još 300.000 vojnika za svoju "specijalnu vojnu operaciju" u Ukrajini.
Putin je u televizijskom obraćanju ove nedjelje rekao da je mobilizacija rezervista, koja je uslijedila nakon ukrajinskih dobitaka u kontraofanzivi na sjeveroistoku Ukrajine, neophodna za zaštitu otadžbine i suvereniteta Rusije.
Putin je rekao da Zapad pokušava da oslabi i uništi Rusiju i da će njegova zemlja "koristiti sva sredstva koja su nam na raspolaganju da zaštiti Rusiju i naš narod".
U Moskvi i drugim ruskim gradovima izbili su ulični protesti protiv mobilizacije, a policija je uhapsila 1.300 demonstranata.
Britansko ministarstvo odbrane navelo je u petak u svom obavještajnom izveštaju: "U posljednja tri dana ukrajinske snage su obezbjedile mostobrane na istočnoj obali reke Oskil u oblasti Harkov."
"Na jugu, u Donjeckoj oblasti, borbe su u toku dok ukrajinske snage napadaju grad Liman, istočno od reke Siverski Donjec, koji je Rusija zauzela u maju. Situacija na bojnom polju ostaje složena, ali Ukrajina sada vrši pritisak na teritoriju koju Rusija smatra suštinskom za svoje ratne ciljeve."