La votación que se realizará el domingo, clasificada de ilegal por Kiev, ha desencadenado la peor crisis de la región desde la Guerra Fría, y ha elevado la tensión no sólo en Crimea, sino también en el este de Ucrania, donde dos personas murieron el viernes por la noche en unos enfrentamientos.
Las calles de la capital de Crimea, Simferopol, estaban tranquilas, pese a un gran despliegue militar poco habitual en la habitualmente soñolienta ciudad.
El primer ministro crimeo, Sergei Aksyonov, cuya elección en una sesión a puerta cerrada en el Parlamento regional no está reconocida por Kiev, dijo que había suficiente personal de seguridad para que el voto del domingo fuera seguro.
"Creo que tengo suficiente gente - más de 10.000 en fuerzas de defensa, más de 5.000 en diferentes unidades del Ministerio del Interior y servicios de seguridad de la República de Crimea", dijo a periodistas.
En Kiev, el Parlamento ucraniano votaba para disolver la asamblea regional crimea que ha organizado el referéndum y que respalda la unión con Rusia.
Un líder nacionalista ucraniano en Kiev dijo que la asamblea de Crimea debería ser castigada para desalentar los movimientos separatistas en el principalmente rusófono este de Ucrania.
Aksyonov y Moscú no reconocen oficialmente que las tropas de Rusia hayan tomado el control de Crimea, y dicen que los miles de hombres armados sin identificar visibles a lo largo de la región son grupos de "autodefensa" creados para asegurar la estabilidad.
Pero los militares rusos han hecho poco para esconder la llegada de miles de soldados, junto con camiones, vehículos blindados y artillería. Los hombres armados que rodean las instalaciones militares ucranianas de Crimea se han identificado como tropas rusas.
Moscú tiene un acuerdo con Kiev para emplazar en el puerto crimeo de Sebastopol su Flota del Mar Negro. Bajo el acuerdo, puede disponer de hasta 25.000 tropas allí, pero no en cualquier otro territorio ucraniano.
La intervención se produce tras la destitución del presidente ucraniano favorable a Moscú Viktor Yanukovich el 22 de febrero por las protestas callejeras de Kiev a causa de su decisión de rechazar un acuerdo comercial con Europa para estrechar los lazos con Rusia.
Se espera que la mayoría de los 1,5 millones de electores crimeos elija unirse a Rusia en el referéndum. Para muchos, la elección es tan económica como política.