Nach Angaben der staatlichen Wahlkommission stimmten lediglich 42 Prozent mit einem "Si" für eine Absetzung ihres Präsidenten. Die Opposition erklärte, sie werde das Ergebnis nicht anerkennen.
Hugo Chavez sprach von einem "Triumph der Demokratie". Das von ihm verbreitete Diktator-Image werde damit zerstört.
"Ich versichere den Ländern der Organisation Erdöl exportierender Länder, dass meine Regierung die Stabilität des Welt-Ölmarktes garantiert", sagte Chavez in seiner Siegesrede. Das Opec-Mitglied Venezuela ist der fünftgrößte Erdöl-Exporteur der Welt und besitzt die größten Ölreserven außerhalb des Nahen Ostens.
Der ehemalige US-Präsident und Wahlbeobachter Jimmy Carter erklärte: "Das ist die größte Wahlbeteiligung, die ich jemals gesehen habe". Es habe keine Unregelmäßigkeiten gegeben.
Die überwältigend hohe Wahlbeteiligung hatte für immer neue Verzögerungen bei der Abstimmung gesorgt. Zwei Mal verlängerte die Wahlkommission die Frist.
Die Behörden kündigten nach Mitternacht jedoch an, die Wahllokale noch weiter offen zu halten, bis alle Anstehenden abgestimmt hätten. Bis tief in die Nacht warteten tausende Venezulaner in Schlangen vor den Wahlurnen, um ihre Stimmen für oder gegen Hugo Chavez abzugeben.
"Das ist das erste Mal, dass ein Präsident die Menschen um 3 Uhr weckt, um abzustimmen", sagte Carmen de Garcia, die im Armenviertel bei Caracas wohnt, wo Chavez große Unterstützung genießt.
Aber auch die bürgerlich-konservativen Gegner des Präsidenten zeigten sich standhaft. "Wir warten solange wie notwendig, damit ein gewisser Herr verschwindet", sagte die Angestellte Miriam Sequera.
Präsident wurde Opfer der technischen Mängel
An Schlaf war zumindest in der Hauptstadt Venezuelas ohnehin kaum zu denken: Feuerwerke zur Unterhaltung und Signaltöne zur Erinnerung an demokratische Pflichten hielten die Einwohner von Caracas wach.
Probleme bei der Erfassung der Fingerabdrücke der Wähler verzögerte das Referendum ebenfalls. Durch die biometrischen Daten sollte eine mehrfache Stimmabgabe verhindert werden.
Auch der Präsident selbst wurde ein Opfer der technischen Mängel: Die erste Maschine versagte bei der Registrierung seines Fingerabdrucks, so dass Chavez auf ein Ersatzgerät ausweichen musste.
Die rechtsgerichtete Opposition hatte die Volksabstimmung gegen Chávez mit einer Unterschriftensammlung erzwungen. Sie wirft ihm unter anderem Korruption sowie Missbrauch der Ölindustrie seines Landes vor.