Las urnas debían estar cerradas a las 6:00 pm hora local (15:00 GMT), pero la Comisión Electoral del Gobierno Regional Kurdo extendió la operación durante una hora más.
La comisión dijo que la participación fue del 76 %.
Las autoridades locales han instado a los residentes a no realizar disparos al aire mientras celebran el éxito del referéndum.
Se produjo un incidente cuando en un tiroteo murió un civil en el disputado distrito de Tuz Khurmatu, en la provincia de Salah Din.
El referéndum no vinculante de hoy se llevó a cabo en las áreas del norte de Irak controladas por el Gobierno Regional del Kurdistán (KRG), incluyendo las áreas disputadas entre Erbil y Bagdad.
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El referéndum, boicoteado por turcomanos y árabes, se celebró en las provincias de Erbil, Dohuk y Sulaymaniyah, en la provincia de Kirkuk, en el distrito de Tuz Khurmatu, en la provincia de Saladin, y en el distrito de Khanaqin, en la provincia de Diyala.
Turquía, Estados Unidos, Irán y la ONU advirtieron que la votación distraería de las operaciones contra Daesh y conduciría a una mayor inestabilidad en la región.
El gobierno central de Irak ha amenazado con intervenir militarmente si la votación conduce a la violencia.
El líder del KRG, Masoud Barzani, ha dicho que un triunfo del Si no daría lugar a una declaración automática de independencia, sino que simplemente conduciría a nuevas negociaciones con Bagdad.