Los colegios electorales abrieron a las 07H30 (05H30 GMT) y cerrarán a las 21H00 (19H00 GMT).
El referéndum fue convocado gracias a 300.000 firmas recogidas por asociaciones euroescépticas, que quieren convertirlo en un plebiscito sobre la UE. La consulta fue posible gracias a una nueva ley que permite a los holandeses pronunciarse sobre decisiones legislativas.
Los últimos sondeos prevén una victoria por la mínima del "no" al acuerdo de asociación, cuyo objetivo es reforzar el diálogo político y los intercambios comerciales entre la UE y Ucrania.
Holanda es el único país de la UE que todavía no ha ratificado el acuerdo, que sin embargo sí ha sido aprobado por el parlamento holandés.
"Votaré en contra porque pienso que el acuerdo no es bueno para Holanda", explica Nik Tam, de 65 años. "Creo que Ucrania no puede entrar en la Unión Europea, hay demasiada gente", asegura.
El referéndum no es vinculante pero un no "podría abrir una crisis europea", advirtió el presidente de la Comisión Europea, Jean-Claude Juncker.
"Las opiniones están divididas y al mismo tiempo hay un gran grupo sin opinión", afirma por su parte el instituto de sondeos Ipsos, que prevé un 37% de noes y un 33% de síes. El resto son indecisos.
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