Den planlagte folkeafstemning blev inkluderet i dronningens tale den 27. maj 2015. Det blev på det tidspunkt foreslået, at Cameron planlagde at afholde folkeafstemningen i oktober 2016, men EU-folkeafstemningsloven 2015, som bemyndigede den, gik foran Underhuset den følgende dag, kun tre uger efter valget. Ved lovforslaget ved andenbehandling den 9. juni stemte medlemmerne af Underhuset med 544 til 53 for, og godkendte princippet om at afholde en folkeafstemning, hvor kun det skotske nationalparti stemte imod. I modsætning til Labour Party's holdning før det almindelige valg i 2015 under Miliband, forpligtede fungerende leder Harriet Harman sit Labour-parti til at støtte planer for en EU-folkeafstemning i 2017. For at muliggøre folkeafstemningen blev EU-folkeafstemningsloven vedtaget af Det Forenede Kongeriges parlament. Den blev udvidet til at omfatte lovgivningsmæssig tilslutning til Gibraltar og træde i kraft den 17. december 2015.
53 af