Leanne Wood hävdade i Cardiff att hon inte trodde att hennes sida hade förlorat, utan sade: "Det är nära".
Hon talade tillsammans med den f.d. skotske premiärministern Alex Salmond, som sade att det positiva argumentet för EU saknades i kampanjen.
Men Commons ledare Chris Grayling i Caerfilly sa att fallet Brexit var "överväldigande positivt".
Han var kampanj i södra Wales dalar för en ledighet röst tillsammans med walesiska konservativa ledare Andrew RT Davies, Monmouth Tory MP David Davies, och UKIP AMs Nathan Gill och Mark Reckless.
De två sidorna har intensifierat sina kampanjer med bara en vecka för att gå före den brittiska folkomröstningen den 23 juni.
Genom att tala med BBC Wales i Cardiffs centrum på torsdag kom Salmond överens om att omröstningen var nära och beskrev den som "nip and tuck".
"Det kommer att bli en stark kvar röst i Skottland som i Nordirland", sade han.
"Jag hoppas på en omröstning i Wales för att göra det till en keltisk trippel, så att säga.
"Den är på en knivkant i England."
Salmond förutspådde en "ökning av den europeiska entusiasmen" som "du går djupt in i de europeiska fotbollsmästerskapen".
"Vad kampanjen har saknats har varit den positiva aspekten av Europa", sade han.
Herr Salmond hävdade att EU hade varit en kraft för fred och välstånd och uppmanade väljarna att inte "ge upp hoppet om vad vi har byggt upp under 60 år".
Ms Wood frågade om hon hade blivit förbluffad av styrkan i kampanjen "Leave" i Wales och sade: "Ja, det har jag."
"Jag har blivit ganska förvånad över hur så många människor har kunnat övertygas kring denna fråga om rädsla för invandring.
"Vi har nu en vecka på oss att försöka övertyga så många människor som möjligt om att det ligger i Wales intresse att stanna kvar som en del av Europeiska unionen", tillade hon.
Tidigare sade Wood att politiker i Wales som ville att Storbritannien skulle stanna i EU hade misslyckats med att organisera en "rättvis, anständig kampanj".
Hon berättade för BBC Radio Wales att valet i maj hade "dominerat oss alla i Wales på den politiska scenen".
"Tidpunkten för denna folkomröstning var lite av en katastrof ur ett walesiskt perspektiv", sade hon.
"Det har varit väldigt svårt och utmanande."
Mr Grayling och hans kollega Brexit röstar som samlare runt Tommy Cooper-statyn i Caerfilly på torsdag, med förare som tutar på sina horn när de körde förbi.
"Detta är en kamp mellan dem som inte gillar Europeiska unionen och säger att vi definitivt bör gå, och dem som inte gillar Europeiska unionen men säger "åh, vi bör stanna", sade han.
"Jag måste säga att det finns lite stöd för EU någonstans i Storbritannien."
Mr Grayling tillade: "Jag vet hur svårt det är i delar av dalarna - jag har varit här många gånger tidigare.
"Jag har sett några av utmaningarna i och runt detta område.
"Jag har talat med några av de människor som står inför konsekvenserna av migrationen till detta område."
Gill, ledare för UKIP Wales, sade att Leave hade drivkraften.
"Det är något i luften. Vi har känt det i ungefär två veckor nu."
Han sa: "Folk är positiva, de uttrycker sina åsikter öppet."
Gill frågade om evenemanget kändes som ett segermöte och sade: " Det gjorde det nästan, eller hur?
"Verkligheten är att tills vi ser dessa siffror och vi vet att vi har vunnit vi inte kan ta om för given."
Ledaren för Plaid Cymru har sagt att hon har tagits tillbaka av styrkan i kampanjen i Wales för att lämna EU.