日正式施行前，即有民间团体与政治人物多次提出以「公投」为名的反核联署活动。2004年－2008年间总计举办过三次，共六个与核能无关之全国性公投案，全数因为投票人数未达可投票人数50%下限而遭否决。
源起.1991年，民进党律师林义雄与退休公务员张国龙等发起创立「核四公投促进会」，并已发动数波徒步行走全台的「核四公投千里苦行」行动。1994年5月22日，在台北县县长尤清支持下，贡寮乡举行「公民投票」，投票率58.3%，反对核四者高达96%。1994年11月27日，台北县进行全