Международные наблюдатели сошлись в том, что основной проблемой в день выборов стали неточности в списках избирателей и нарушения в порядке работы избирательных комиссий. Однако демократичность проведения выборов президента Украины 2004 года представители разных стран и организаций оценивают по-разному. Одни обращают внимание исключительно на процесс выборов, в то время как другие говорят о выборах и предвыборной кампании в целом.
Первыми результаты наблюдений озвучили представители Международной миссии наблюдателей от СНГ (CIS EMO) — организации, запомнившейся на этих выборах провластной оценкой. По мнению наблюдателей от СНГ, выборы президента Украины прошли «организованно, при высокой заинтересованности и активности граждан». В своем заявлении они подчеркнули, что упущения и недостатки, допущенные в ходе выборов, не оказали существенного влияния на свободное волеизъявление избирателей. «Президентские выборы проведены в соответствии с избирательным законодательством Украины, являются легитимными, свободными, открытыми», говорится в заявлении. В то же время представители организации считают, что результаты экзит-полов являются необъективными и «не должны приниматься во внимание», подчеркивается в заявлении. Основными нарушениями, по мнению наблюдателей, являлась «чехарда со списками избирателей и неготовность избирательных участков к голосованию». Наблюдатели от СНГ сделали упор на нарушениях со стороны оппозиции (выступление Юлии Тимошенко на «5 канале» в день выборов о победе Виктора Ющенко). Отмечалась также негативная роль параллельного подсчета голосов, которые вели штабы ряда кандидатов. Хотя даже глава ЦИК Сергей Кивалов сказал, что проблемы в этом не видит.
В свою очередь американские наблюдатели считают, что на нынешних выборах «избирательный процесс в Украине и поиск демократии сделали шаг назад с момента предыдущих выборов». По их словам, во время выборов было «очевидным систематическое и скоординированное использование государственных ресурсов на общенациональном уровне, что создало атмосферу запугивания и страха с целью давления на людей». Кроме этого было отмечено ряд других проблем, в частности, использование административного ресурса с целью агитации за кандидата от власти, привлечение служб государственной безопасности, войск и правоохранительных органов для его поддержки, проблема объективного освещения оппозиционных кандидатов, исключение членов избирательных комиссий перед самым днем выборов. В день выборов основной проблемой стали ошибки в списках избирателей. Значительное беспокойство наблюдателей также вызвало большое различие в результатах экзит-полов. На основании отмеченных проблем сотрудники института сделали вывод, что «Украина не достигает международных стандартов в значительной мере».
К подобным выводам пришли и наблюдатели от европейских организаций, отметив, что выборы президента 2004 года в Украине «сделали значительный шаг назад» и в значительной мере не соответствуют стандартам ОБСЕ, Совета Европы и другим европейским стандартам. В ходе избирательной кампании в Украине наблюдатели отметили ряд проблем — неравное распределение эфирного времени в государственных СМИ с перевесом в сторону Виктора Януковича, использование государственных ресурсов для проведения его кампании. Однако негативная оценка международными наблюдателями выборов в Украине касается, в первую очередь, предвыборных процессов. Сам ход голосования оценен в целом позитивно, однако, по мнению наблюдателей, были и нарушения — наличие милиции на участках, что не обосновано законом, а также «серьезные проблемы» со списками избирателей. Но в целом, подчеркивается, что выборы прошли в соответствии с требованиями законодательства.
Общее количество международных наблюдателей на президентских выборах составило 3683 человека. Они представляли 30 международных организаций. Среди них «самыми массовыми» (представленными более, чем 100 наблюдателями) являются Национальный демократический институт США (902), Организация по вопросам безопасности и сотрудничества в Европе (703), СНГ (555), международная организация «Freedom House» (368), международная организация «CIS EMO» (263), Украинский Конгрессовый комитет Америки (203) и международная ассоциация «Election&Democracy» (102).
В свою очередь руководитель делегации Парламентской ассамблеи НАТО Джейн Корди относительно выборов президента Украины сказала, что «НАТО согласно c выводами наблюдателей... и разочаровано». Она отметила, что это разочарование не только для международной общественности, но, в первую очередь, для украинского народа.
