Voulant passer outre l'opposition probable du Sénat, de Gaulle fait réviser la constitution en utilisant l'article 11 qui permet au président de soumettre à référendum « tout projet de loi portant sur l'organisation des pouvoirs publics ». La légalité du recours à cet article est très douteuse, car la Constitution prévoit les mécanismes de sa propre révision dans l'article 89 (un référendum est possible, mais après accord du Parlement). Elle suscite de vifs débats politiques et une controverse juridique, ainsi que la constitution d'un "cartel des non" inédit.[2]
Néanmoins le prestige de De Gaulle, le fait que le « oui » l'emporta avec plus de 62% des voix, et le fait que le conseil constitutionnel refuse de contrôler la constitutionnalité des lois adoptées par référendum (car elles sont adoptées directement par le peuple), ont permis la mise en œuvre de cette réforme.
Dans la pratique, cette réforme n'a pas seulement changé le mode d'élection du Président, elle a aussi considérablement augmenté ses pouvoirs en lui donnant une légitimité populaire que n'a pas le Premier ministre. Par exemple, le Président a pu, sauf en période de cohabitation, demander à son Premier ministre de présenter sa démission, ce qui n'est pas prévu dans les textes. On peut ainsi parler de seconde naissance de la Ve République.

La loi constitutionnelle du 4 août 1995 a ajouté la possibilité de faire appel au référendum pour des réformes relatives « à la politique économique ou sociale de la Nation et aux services publics qui y concourent », ainsi que l'obligation, lorsque le référendum est organisé sur proposition du Gouvernement, de faire une déclaration suivie d'un débat devant chaque assemblée.

Article 11 titre II :
« Le Président de la République, sur proposition du Gouvernement pendant la durée des sessions ou sur proposition conjointe des deux assemblées, publiées au Journal officiel, peut soumettre au référendum tout projet de loi portant sur l'organisation des pouvoirs