Omröstningen har utlösts av Tory MP Zac Goldsmiths avgång i protest mot regeringens stöd för en tredje landningsbana vid Heathrow.
Goldsmith, som återigen kommer att fungera som oberoende, har sagt att det måste vara en folkomröstning om Heathrows expansion.
Men den troliga kandidaten till Lib Dem sade att Goldsmiths stöd för Brexit skulle vara "högst upp i väljarnas sinnen".
Sarah Olney, som redan har valts ut för att kämpa mot platsen vid nästa allmänna val, sade att det var en "farce" som by-val ägde rum, säger att det var resultatet av Tory i strid men tillade att Lib Dems såg fram emot att "lägga vårt budskap framför väljarna".
Olney, som liksom Goldsmith motsätter sig Heathrows expansion, sade till BBC:s Daily Politics: "Vi är på samma sida när det gäller Heathrow, så att väljarna ska kunna välja mellan oss, kommer det att utkämpas i andra frågor - och jag tror att Brexit för närvarande kommer att vara huvudfrågan som är högst i väljarnas sinnen."
En lokal uppdelning av EU:s folkomröstningsresultat visar att nästan 70 procent av väljarna i Richmond-rådet, som utgör huvuddelen av valkretsen, stödde Rest.
Olney förväntas bli bekräftad som partival efter att partiledaren Tim Farron avslog idén om fallskärmshoppning i ett av sina stora namn.
De konservativa är inte ute efter en kandidat mot Goldsmith, som innehade det sydvästra Londonsätet 2015 med en 23 015 majoritet. Lib Dems, som hade sitt säte fram till 2010, slutade tvåa.
Labour säger att det kommer att ange en kandidat trots att tre av dess parlamentsledamöter uppmanar den att överväga att stå åt sidan för att maximera chanserna för en Tory nederlag.
Det gröna partiet sade att det också sannolikt skulle lägga fram en kandidat, även om det sade sig stödja "progressiva som arbetar tillsammans för att slå de konservativa".
Goldsmith, som länge har kämpat mot en tredje bana, avstod från att ge upp om regeringen stödde expansionen.
Han sade: " Det fanns inget litet tryck, inget utgångsdatum, ingen tvetydighet. Det var ett enkelt löfte. Och det spelade roll.
"Jag vet att det spelade roll, eftersom tanken på Heathrow expansion fyller de flesta av mina väljare med skräck."
Liberaldemokraterna har lovat att göra Richmond Park-valet om Brexit, inte Heathrow.