13 марта командир 204-й бригады тактической авиации, дислоцирующейся на аэродроме «Бельбек», полковник Юлий Мамчур потребовал от руководства страны дать конкретные указания своим военнослужащим в Крыму, поскольку они находятся под постоянным давлением со стороны российских военных, органов местного самоуправления и даже местного населения, но имеют лишь устное указание не поддаваться на провокации, держаться и не применять оружие. Мамчур потребовал от руководства страны в кратчайшие сроки принять взвешенное решение по дальнейшим действиям командиров воинских частей в случае прямой угрозы жизни личного состава, семей военнослужащих и гражданского населения: «В случае непринятия вами соответствующих решений мы будем вынуждены действовать согласно уставу Вооружённых сил Украины, вплоть до открытия огня. При этом мы чётко осознаём, что не сможем долго противостоять превосходящим по количеству, вооружённости и подготовке подразделениям российских войск, но готовы выполнить свой долг до конца».

Четыре ведущие политические партии Крыма подписали меморандум о всестороннем содействии свободному волеизъявлению крымчан в ходе общекрымского референдума.

И. о. министра обороны Украины Игорь Тенюх сообщил перед заседанием правительства 16 марта, что командующий ВМСУ контр-адмирал Сергей Гайдук достиг договорённости с командующим Черноморским флотом и представителем министра обороны РФ Сергея Шойгу о том, что до 21 марта не будет проводиться никаких мероприятий по блокированию украинских воинских частей. И. о. главы Минобороны сказал также, что, по его данным, общая численность российских войск на территории крымской автономии составляет около 21,5 тысячи человек.

Тем временем в Крыму состоялся референдум о статусе полуострова. По официальным данным, в голосовании приняло участие 83,1 % избирателей АРК, из них около 96,77 % проголосовали за присоединение Крыма к России, в Севастополе соответственно 89,5 % и 95,6 %.

17 марта, опираясь на итоги референдума и принятую 11 марта Декларацию о независимости, парламент Крыма провозгласил независимую Республику Крым, в которой Севастополь имеет особый статус, и обратился к РФ с предложением о принятии Республики Крым в состав России в качестве нового субъекта РФ со статусом республики. С аналогичным обращением выступил и Севастопольский горсовет.

Владимир Путин подписал указ о признании независимости Республики Крым, а позднее одобрил проект договора о присоединении Крыма к России и распорядился подписать его на высшем уровне.

18 марта Россия и Крым подписали в Георгиевском зале Кремля договор о присоединении Крыма к РФ, согласно которому в составе России были образованы новые субъекты Федерации — Республика Крым и город федерального значения Севастополь. Под документом подписались президент России Владимир Путин, председатель Госсовета Крыма Владимир Константинов, председатель Совета министров Крыма Сергей Аксёнов и глава Севастополя Алексей Чалый.

По сообщению министерства обороны Украины, 18 марта при штурме 13-го фотограмметрического центра Вооружённых сил Украины в Симферополе прямым попаданием в область сердца был убит прапорщик Сергей Кокурин, который находился на наблюдательной башне автопарка части. Кроме того, выстрелами в область шеи и руки были ранен капитан В. А. Федун. По сообщению Министерства обороны Украины, нападавшие были одеты в военную форму военнослужащих Вооружённых Сил России без знаков различия и вооружены автоматическим оружием и снайперской винтовкой, а командира части полковника Андрея Андрюшина, которого во время переговоров захватили, содержат в отдельном помещении и силой заставляют перейти на сторону крымского правительства. После этого инцидента Министерство обороны Украины разрешило украинским военным в Крыму применять оружие.