Единственный за всю историю существования Союза Советских Социалистических Республик (СССР) всесоюзный референдум состоялся 17 марта 1991 года.
На всенародное голосование был вынесен вопрос: «Считаете ли Вы необходимым сохранение Союза Советских Социалистических Республик как обновлённой федерации равноправных суверенных республик, в которой будут в полной мере гарантироваться права и свободы человека любой национальности?».

Бюллетень для голосования, Всесоюзный референдум о сохранении СССР 17 марта 1991 года
Источник: Академик
В голосовании приняли участие девять (РСФСР, Украинская ССР, Белорусская ССР, Узбекская ССР, Азербайджанская ССР, Киргизская ССР, Таджикская ССР, Туркменская ССР, Казахская ССР) из 15 союзных республик. В Литве, Эстонии, Латвии, Грузии, Молдавии, Армении, которые объявили о независимости или о переходе к независимости, референдум не проводился. Властями этих республик не были сформированы Центральные избирательные комиссии референдума, но часть граждан, проживавших на территории этих республик, все же смогла проголосовать.
Несколько республик, согласившихся провести референдум, изменили форму его проведения. Верховный Совет Казахской ССР переформулировал вопрос, вынесенный на голосование в общесоюзном референдуме, на: «Считаете ли вы необходимым сохранение Союза ССР как Союза равноправных суверенных государств». При этом Президиум Верховного Совета Казахской ССР официально просил включить результаты голосования по республике в общие итоги референдума СССР.

Образец бюллетеня для голосования в Казахской ССР, Всесоюзный референдум о сохранении СССР 17 марта 1991 года
Источник: Vlast.kz
На Украине к оригинальному вопросу был добавлен еще один: «Согласны ли вы с тем, что Украина должна быть в составе Союза Советских суверенных государств на основе Декларации о государственном суверенитете Украины?»
В референдуме приняли участие 148,5 млн из 185,6 млн. граждан СССР, внесенных в списки, то есть 79,5%. За сохранение СССР высказались 76,43% – 113,5 млн человек. В РСФСР этот показатель составил 71,3%. В Казахстане 8 млн 295 тысяч (94% избирателей) проголосовали за сохранение СССР.
23 апреля 1991 года было принято «Совместное заявление» руководителей девяти союзных республик о программе действий по сохранению обновленного Союза. 15 августа 1991 года был опубликован проект Договора о Союзе Суверенных Государств. Подписание договора, который должен был заложить основу новой системы государственного управления, было назначено на 20 августа 1991 года. Однако 19 августа 1991 года в стране начались события, получившие название "августовский путч", которые сорвали подписание союзного договора.
Источники:
«Менің өмірім. Тәуелсіздікке» кітабы бойынша іздеу