Ngày 7 tháng 7 năm 1955, kỷ niệm tròn năm thứ nhất việc bổ nhiệm làm thủ tướng, Diệm công bố rằng cuộc trưng cầu dân ý toàn quốc sẽ tổ chức để quyết định tương lai đất nước, ngày 16 tháng 7 thông báo ý định không tham gia bầu cử tái thống nhất: "Chúng tôi sẽ không bị Hiệp ước [Genève] ký kết ngược với nguyện vọng nhân dân Việt Nam bó buộc."[21]

Diệm cho rằng phe cộng sản sẽ không bao giờ cho phép bầu cử tự do ở miền bắc nên Việt Nam phải tự tìm đường và thàhh lập quốc gia phi cộng sản riêng,[21] báo chí Sài Gòn đồng ý, xuất bản bài báo công kích bầu cử cộng sản dối trá, gian lận và vô nghĩa;[21] lúc ấy miền bắc có dân số cao hơn miền nam. Một tháng trước, Thủ tướng Bắc Việt Phạm Văn Đồng gửi thư đến Sài Gòn đề nghị bắt đầu đàm phán về các vấn đề cụ thể của cuộc bầu cử, dù Mỹ thà né cuộc bầu cử vì lo ngại thắng lợi cộng sản, nhưng mong rằng Diệm sẽ tham gia đàm phán về vấn đề kế hoạch, đợi Bắc Việt phản đối đề nghị mà đổ lỗi Hồ [Chí Minh] vi phạm Hiệp định Genève.[21] Trước đấy Mỹ khuyên bảo Diệm, vẫn đang chống lệnh Bảo Đại, rằng viện trợ tiếp tục phụ thuộc việc Diệm thành lập cơ sở pháp lý để đoạt quyền quốc trưởng.[22]

Ngày 6 tháng 10 năm 1955, Diệm công bố rằng cuộc trưng cầu sẽ tổ chức vào ngày 23 tháng 10,[23] nam nữ từ 18 tuổi trở lên có thể bỏ phiếu, chính phủ sắp xếp cho có một trạm bỏ phiếu mỗi 1,000 dân bầu đăng ký.[23][24] Bảo Đại dành phần lời thời gian ở Pháp, ủng hộ chế độ quân chủ, Diệm có chương trình cộng hòa tranh cử.[1] Theo sử gia Jessica Chapman, có hai lựa chọn, "hoặc hoàng đế lỗi thời hoặc thủ tướng kém phổ biến Ngô Đình Diệm."[25] Khi công bố cuộc trưng cầu dân ý, Diệm diễn tả quyết định là dựa theo lòng ưa chuộng dân chủ và bất mãn đại chúng với chế độ Bảo Đại, viện dẫn hàng loạt thư thỉnh nguyện từ các nhóm xã hội, tôn giáo và chính trị khác nhau kêu gọi tổ chức công quyết để phế truất Bảo Đại mà quả quyết rằng được những tư trào "dân chủ và chính đáng" này khích lệ.[26] Lansdale cảnh cáo Diệm đừng gian lận bầu cử, tự tin rằng Diệm sẽ thắng trong cuộc bỏ phiếu tự do: "Trong khi tôi vắng mặt, tôi không muốn thình lình đọc rằng ông thắng 99.99%. Tôi sẽ biết rằng có gian lận." Quan chức Mỹ nghĩ rằng trong cuộc bỏ phiếu công bằng thì Diệm sẽ đắc giữa 60% và 70% số phiếu.[1]

Theo Hiệp định Élysée và luật thành lập Quốc gia Việt Nam vào năm 1949, vị trí quốc trưởng của Bảo Đại không phải lâu dài cũng không vô hạn, bấy giờ chủ quyền suy định thuộc về nhân dân mà Bảo Đại chỉ là đường dẫn; hậu quả là cuộc trưng cầu dân ý tự nó hợp pháp.[27] Diệm không được bầu giữ chức vụ Thủ tướng nên thấy cuộc bỏ phiếu là cơ hội từ chối cáo buộc của đối thủ rằng ông phi dân chủ và chuyên chế, sự kiện cũng cho phép Diệm tăng cường thanh thế bằng cách đánh bại Bảo Đại trong cuộc tranh đấu trực tiếp.[27] Có đồng ý trước rằng trước tiên Quốc hội sẽ bầu lên, nhưng Diệm vẫn tiến hành cuộc bỏ phiếu, nghĩa là sẽ có toàn quyền nếu phế truất được Bảo Đại trước khi cơ quan lập pháp thành lập.[28]

Tùy viên ngoại giao Mỹ lo rằng nước cờ sẽ coi là thâu tóm quyền lực bởi Diệm vừa đang tổ chức, thúc đẩy cuộc bỏ phiếu vừa là ứng viên, Mỹ xét cơ quan lập pháp nên thành lập trước và nên giám sát cuộc trưng cầu dân ý, nhưng Diệm phớt lờ lời khuyên.[24][29] Đại sứ G. Frederick Reinhardt báo Washington rằng Diệm không hề có ý định cho phe đối lập cơ hội cạnh tranh công bằng và báo chí nước ngoài viết nhiều về việc các công bố dân chủ của Diệm đều giả dối, Bộ ngoại giao đồng ý và quyết định không khen ngợi cuộc bỏ phiếu là thật thi dân chủ, lo sợ thu hút phản ứng tiêu cực với chính sách ngoại giao.[30] Tuy nhiên, quan chức Mỹ ở Việt Nam vẫn hài lòng với cuộc bỏ phiếu, thấy là cơ hội củng cố Việt Nam và tránh thất bại trước cộng sản, xét rằng mô hình cộng hòa thì vững chắc hơn.[31]

Có biểu lộ khinh thị cuộc bầu cử tái thống nhất năm 1956, Diệm thấy cuộc trưng cầu dân ý là bước đầu tiên trong việc thành lập chính phủ lâu dài để trị Việt Nam, nói nhiều lần rằng việc thành lập cơ quan lập pháp cùng hiến pháp cho quốc gia mới sẽ đến sau cuộc bỏ phiếu.[29]

Đồn rằng Diệm thấy cuộc trưng cầu dân ý là cơ hội chính đáng hóa ông như biểu tượng dân chủ Việt Nam để có thể trình bày và biện hộ việc từ chối tham gia cuộc bầu cử tái thống nhất là cuộc đấu tranh của tự do với chuyên chế cộng sản. Diệm quả quyết rằng Việt Nam sẽ cuối cùng tái thống nhất đất nước thành chính phủ dân chủ và giải phóng đồng bào miền bắc khỏi áp bức cộng sản, ca tụng cuộc bỏ phiếu là bước đầu trong quá trình nuôi nấng dân chủ, giới ủng hộ dùng làm công cụ biện hộ việc phế truất Bảo Đại, viện dẫn quyết định trong quá khứ mà theo họ thì thân công sản.[21]

Một trong những điểm chính của Diệm là cuộc trưng cầu dân ý sẽ mở ra thời kỳ dân chủ chưa từng thấy: "Đây sẽ chỉ là bước đầu tiên của nhân dân ta trong việc hành sử tự do quyền lợi chính trị."[26] Ngày trước bỏ phiếu, Diệm nói: "Ngày 23 tháng 11 này, lần đầu tiên trong lịch sử đất nước, đàn ông phụ nữ ta sẽ hành sử một trong những quyền lợi công dân cơ bản của dân chủ, là quyền bỏ phiếu."[32] Có thông cáo chính phủ bốn ngày trước: "Hỡi đồng bào, hãy quả quyết thi hành nguyện vọng của mình! Tiến bước trên con đường Tự do, Độc lập và Dân chủ!"[32]