Cộng đồng Kinh tế Châu Âu, tiền thân của Liên minh châu Âu ngày nay được thành lập năm 1957. Vương quốc Liên hiệp Anh và Bắc Ireland sau một thời gian do dự đã quyết định đệ trình hồ sơ xin gia nhập tổ chức này. Tuy nhiên do nhiều lo ngại về lợi ích kinh tế và địa chính trị, hồ sơ nước này đã bị phủ quyết hai lần. Năm 1973, Anh mới chính thức được kết nạp vào EEC. Nhưng trong nội bộ Anh có nhiều hoài nghi về quy chế thành viên EEC và chi phí nước này phải trả. Tình hình đó buộc chính phủ Công đảng mới lên nắm quyền ở London tổ chức trưng cầu dân ý về tư cách thành viên nước này để xoa dịu những người chống đối.[12] Lần đó, hơn 67% cử tri ủng hộ nước Anh ở lại.

Các chính phủ kế nhiệm ở Anh luôn tìm cách đối mặt với sức ép của chủ nghĩa hoài nghi châu Âu trong chính trường và cử tri. Chính phủ của Margaret Thatcher thường xuyên phản đối kịch liệt tiến trình hội nhập chính trị ngày càng tăng của khối, điều đình với Brussels nhằm giảm bớt nhượng bộ của Anh với tổ chức liên minh. Các chính phủ về sau cũng gặp nhiều cản trở mạnh mẽ khiến cho nước Anh rút đồng bảng ra khỏi cơ chế tỷ giả hối đoái châu Âu (ERM), từ chối tham gia hiệp ước Schengen và sử dụng đồng tiền chung Euro.[12]

Trong bối cảnh mâu thuẫn gia tăng về mặt chính sách giữa London và Brussels, nhiều cuộc khủng hoảng kinh tế, an ninh, và nhân đạo diễn ra trong nhiều năm trở lại đến khiến chủ nghĩa hoài nghi bùng nổ trở lại. Xu hướng kêu gọi rút khỏi Liên minh Châu Âu (Brexit) ngày càng phát triển và nổi lên như một phong trào chính trị chính thống, gia tăng sức ép lên các chính phủ kế lên nắm quyền tại London. Từ khoảng năm 2012 đến nay, phong trào Brexit lan đến nội bộ đảng Bảo thủ và trở thành chính sách chung của nhiều nghị sĩ trong quốc hội, kể cả các nhóm đối lập; như vậy, cả trong và ngoài đảng cầm quyền đều gây sức ép khiến thủ tướng David Cameron phải tổ chức trưng cầu dân ý.[13]

Từ 2010, những cuộc thăm dò dân ý cho thấy công chúng Anh, có ý kiến khác biệt về vấn đề nên ở lại (số ủng hộ cao nhất tính tới năm 2013 là 30%) so với số muốn ra khỏi EU (cao điểm là vào tháng 11 năm 2012 với 56%).[14] Cuộc thăm dò dân ý lớn nhất (20,000) có kết quả là 41% ủng hộ ra khỏi, 41% muốn ở lại EU, và 18% chưa quyết định.[15] Tuy nhiên, khi được hỏi, họ sẽ lựa chọn như thế nào, nếu Anh có những thỏa thuận mới với EU, và lợi ích Anh được bảo vệ tốt hơn, trên 50% nói là họ sẽ bỏ phiếu ở lại.[16]

Vào tháng giêng 2013, thủ tướng David Cameron hứa sẽ cho trưng cầu dân ý về việc ra đi hay ở lại EU vào năm 2017 sau một thời gian điều đình với EU về quy chế đặc biệt cho nước Anh, nếu đảng Tory đạt được đa số trong kỳ tổng bầu cử vào ngày 7 tháng 5 năm 2015. Đến tháng 5, đảng Bảo thủ công bố dự luật Trưng cầu dân ý về EU (HC Bill 11), kèm theo đó là bản dự thảo kế hoạch tái đàm phán quy chế có lợi với EU và tổ chức cuộc bỏ phiếu toàn dân nếu đảng này thắng cử.[17] Dự luật trên quy định một cuộc trưng cầu ý dân phải được tiến hành trước ngày 31 tháng 12 năm 2017.[18]

Dự luật HC Bill 11 đã được dân biểu thuộc đảng Bảo thủ James Wharton đệ trình lên Hạ viện với tư cách dự luật cá nhân nghị sĩ (private members' bill). Lượt xem xét lần thứ nhất diễn ra trong phiên họp Hạ nghị viện ngày 19 tháng 6.[19] Người phát ngôn thủ tướng cho biết, ông Cameron cảm thấy "rất hài lòng" và sẽ làm hết sức để giành "sự ủng hộ từ tất cả [nghị sĩ] trong đảng Bảo thủ".[20]

Về tính ràng buộc của dự luật đối với chính phủ nhiệm kỳ quốc hội mới (2015-2020), một bài nghiên cứu của quốc hội có lưu ý:

Dự luật này đơn thuần yêu cầu tiến hành trưng cầu dân ý về việc tiếp tục ở lại EU cho đến cuối tháng 12 năm 2017 chứ không đề cập thời gian cụ thể cho việc này ngoại trừ hạn chót buộc Quốc vụ khanh thi hành vào cuối tháng 12 năm 2016. [...] Nếu không có chính đảng giành thế đa số [sau cuộc bầu cử quốc hội năm 2015], sẽ không khó bảo đảm dự luật sẽ được chuyển giao và triển khai ở nhiệm kỳ nghị viện tiếp theo.[21]

Cả đảng Lao động và đảng Dân chủ Tự do (Liberal Democrats) lúc bấy giờ đều chống lại việc hứa hẹn một cuộc trưng cầu dân ý 2017, cho biết là chỉ trưng cầu dân ý nếu lại phải nhường chủ quyền cho EU.[22][23] Vì thế, ở phiên làm việc lần hai về dự luật này tại Hạ viện ngày 5 tháng 7, dự luật đã được thông qua với 304 phiếu thuận và không có phiếu chống, do hầu hết dân biểu hai đảng trên đồng loạt bỏ phiếu trắng. Dự luật sau đó được đệ trình lên Thượng viện vào tháng 12 năm đó, và bị bác bỏ.[24] Dân biểu Bảo thủ Bob Neill đành trình một dự luật khác lấy tên Luật Trưng cầu dân ý Thay thế lên Hạ viện.[25][26] Sau phiên tranh luận ngày 17 tháng 10 năm 2014, dự luật được trao về cho Uỷ ban Luật Công chúng để xem xét, nhưng do Hạ viện không nhất trí về điều khoản giải pháp tài chính ghi trong dự luật nên dự luật xem như bị đình chỉ vô thời hạn trước khi Nghị viện giải tán để chuẩn bị cho cuộc bầu cử mới.[27][28]

Trước thềm tổng tuyển cử Nghị viện 2015, chính trường Anh bị chia rẽ sâu sắc về ý tưởng cần phải tổ chức cuộc trưng cầu dân ý. Công đảng và đảng Dân chủ Tự do đều chống lại chính sách này. Cương lĩnh tranh cử của đảng Dân chủ Tự do đề cập khả năng tiến hành việc này chỉ khi có sự thay đổi trong các hiệp ước nền tảng của EU, một điều gần như rất khó xảy ra.[29] Ngược lại, các chính đảng khác bao gồm Đảng Độc lập Anh (UKIP), Đảng Dân tộc Anh (BNP), Đảng Đoàn kết Dân chủ và Đảng Tôn trọng đều kêu gọi tiến hành trưng cầu ý dân cùng với đảng Bảo thủ.

Sau khi đảng Bảo thủ giành chiến thắng trong cuộc bỏ phiếu và chiếm đa số ghế trong Hạ viện, Thủ tướng Cameron tái khẳng định cam kết trong cương lĩnh tranh cử của đảng mình - tổ chức cuộc trưng cầu dân ý trên nhưng chỉ khi "đạt được các thoả thuận về quy chế đặc biệt cho Anh trên bàn đàm phán".[30]