Mycket stod på spel för landets sittande premiärminister inför folkomröstningen. Renzi hade sagt att han skulle avgå om nej-sidan vann. Vid 00.30 kom beskedet på en presskonferens:
– Jag har för avsikt att avgå, sade Matteo Renzi i sitt tal, och fortsatte:
– Min regeringstid slutar här.
Ansöker om avsked på måndagen
Nästa steg för premiärministern blir att lämna in en avskedsansökan till president Sergio Mattarella. Renzi meddelade i sitt tal att detta kommer ske under måndagseftermiddagen.
Med 14 månader till nästa val kommer troligtvis president Sergio Mattarella att utse en tillfällig premiärminister från Renzis eget parti. Denne kommer isåfall att leda landet fram till februari 2018.
Det populistiska partiet Femstjärnerörelsen och invandringskritiska paritet Lega Nord har flaggat för att man vill tidigarelägga valet, något som dock inte väntas bli fallet.
Renzi sade i sitt tal i natt att nej-sidan nu måste komma med ett tydligt förslag, sedan italienarna röstat ett klart nej till hans förslag till ny författning.
När samtliga valdistriktes röster presenterats, tidigt på måndagsmorgonen, hade nej-sidan fått närmare drygt 59 procent.
Tidiga avgångskrav från nej-sidan
Högerpopulistiska Lega Nord har företrätt nej-sidan och varit en av de mest högljudda motståndarna till Renzis reform. Bara en kvart efter att vallokalsundersökningarna presenterats började man kräva premiärministerns avgång.
Även från Silvio Berlusconis högerparti, Forza Italia, uttalades tidiga krav på att premiärministern ska avgå.
– Renzi kommer att avgå, och med honom de mäktiga lobbyisterna som vi också har besegrat, sade Renato Brunetta, ledamot för Forza Italia i deputeradekammaren tidigare under kvällen.
Nu är Matteo Renzi tid vid makten över. Ledaren för Demokratiska partiet i Italien, som räknas som ett mitten-vänsterparti, tillträdde som premiärminister 2014 och var tidigare borgmästare i Florens.
Renzi har inför folkomröstningen ansett att en ändring av konstitutionen är nödvändig för att kunna genomföra de reformer som krävs för att strukturera om i Italiens skuldtyngda ekonomi.
Blev fråga för eller emot Renzi
Han har bland annat föreslagit att senatens lagstiftande makt slopas, vilket skulle förenkla beslutsfattandet i landet, som i dag tenderar att kastas fram och tillbaka mellan kongressens två kamrar.
Kritiker anser att reformen skulle ge premiärministern för stor makt. Men eftersom själva reformen var komplicerad och svår att förklara, blev folkomröstningen också en fråga om man är för eller emot Renzi.