Vzhledem k tomu, že Česká republika vstoupila do Evropské unie referendem, by měla užít stejného nástroje i pro případ vystoupení. Pro vyhlášení „vstupního“ eferenda bylo nutné schválit speciální ústavní zákon o referendu, který dovolil vyhlásit referendum pouze o vstupu do EU. Z tohoto důvodu by nemělo být možné svolat referendum o vystoupení pomocí obecného referenda, tedy zákona, který by předkládal obyvatelstvu zákony či předpisy ke schválení nebo zamítnutí.

Znění ústavy však teoreticky připouští možnost vystoupení z EU prostřednictvím hlasování Parlamentu.

Obecné náležitosti vystoupení členského státu z EU upravuje článek 50 Smlouvy o Evropské unii, který stanovuje možnost vystoupení členského státu z Evropské unie pouze v souladu s ústavními předpisy příslušného členského státu.

Český právní řád však proces vystoupení z EU výslovně neupravuje. Je nepochybné, že případné oznámení Evropské radě o vystoupení přísluší vládě jako vrcholnému orgánu moci výkonné, zastupujícímu Českou republiku v mezinárodních vztazích. Vláda samotná však, vzhledem k dopadům, o vystoupení z Evropské unie rozhodnout nemůže.

Z hlediska ústavního práva je pak třeba zmínit, že Evropská unie je mezinárodní organizací, na kterou byly přeneseny určité pravomoci orgánů ČR. Unijní smlouvy (účinné v ČR na základě Smlouvy o přistoupení) jsou pak mezinárodními smlouvami podléhajícími režimu podle článku 10a Ústavy.

Pro tyto smlouvy platí oproti běžným mezinárodním smlouvám speciální režim schválení – ten spočívá buď v podmínce souhlasu třípětinové většiny všech poslanců a přítomných senátorů, nebo souhlasu vysloveného v referendu konaném na základě ústavního zákona (tímto způsobem Česká republika vstoupila do EU).

V případě vystoupení z EU by musel být vypovězeny i unijní smlouvy. Vzhledem k tomu, že podmínky odstoupení od mezinárodní smlouvy jsou obdobné podmínkám pro její schválení (což potvrzují i oba jednací řády komor Parlamentu), musely by být pro odstoupení od unijních smluv splněny tytéž podmínky.

Ústava tak připouští možnost vystoupení jak hlasováním v Parlamentu, tak referendem. Vzhledem k tomu, že Česká republika vstoupila do Evropské unie referendem, jeví se jako legitimnější volbou z EU referendem také vystoupit. Pravdou však je, že referendum o vystoupení z EU by muselo být ústavně svoláno – nemohlo by se jednat například o obecné referendum.