21 февраля 2016 года, в ходе подготовки референдума о членстве Великобритании в Европейском союзе, заявила, что будет голосовать за выход Великобритании из Евросоюза, дабы «вернуть контроль над нашей страной, готовить наши законы и контролировать наши границы». Таким образом, Вильерс стала одним из пяти членов кабинета Кэмерона, поддержавших «Брекзит» (против него выступали 16 министров).