Diversas organizaciones, gobiernos y agrupaciones políticas internacionales participaron del proceso de mediación relacionado con la convocatoria al referéndum revocatorio por parte de la oposición a la dictadura de Nicolás Maduro.
Organizaciones internacionales
Organización de Naciones Unidas
El 29 de agosto de 2016 una comisión de dirigentes de la MUD liderados por el diputado Luis Florido, presidente de la comisión de política exterior de la AN y presidente de la bancada de la MUD en el Parlamento del Mercosur se entrevistó en la sede de la ONU con el jefe del gabinete de la secretaría general de la ONU Edmond Mulet para solicitar la presencia del organismo como observador en la marcha nacional planificada por la oposición para el 1 de septiembre denominada "toma de Caracas" en la que la MUD planificaba exigir por medio de presión ciudadana la celeridad por parte del poder electoral para la convocatoria del referéndum revocatorio en 2016. El 3 de octubre el Secretario General de la ONU Ban Ki-Moon expresó en una rueda de prensa en la oficina de la ONU en Ginebra que a su juicio el gobierno venezolano debía escuchar la voz de sus ciudadanos expresada en las protestas y manifestaciones populares convocadas por la oposición.
Organización de Estados Americanos
En mayo de 2015 tras completarse el periodo de José Miguel Insulza como secretario general de la OEA (con quien tanto el oficialismo como la oposición venezolanos tuvieron constantes desencuentros por la mediación del conflicto político dentro de Venezuela) se eligió como nuevo secretario general de la organización al excanciller de Uruguay Luis Almagro, militante del Frente Amplio (partido afiliado al Foro de São Paulo) y ministro de relaciones exteriores durante el gobierno de José Mujica, aliado regional clave del gobierno chavista, con el voto a favor del gobierno de Venezuela y de sus aliados en la región. Sin embargo, tan solo meses después de su elección, el secretario Almagro ofreció a la opinión pública una carta abierta dirigida a la presidenta del poder electoral de Venezuela Tibisay Lucena en la que cuestionaba lo que a su juicio eran condiciones electorales "injustas" en el país con miras a las entonces venideras elecciones parlamentarias del 6 de diciembre. por lo que desde entonces las relaciones entre el gobierno de Caracas y el secretario Almagro se volvieron abiertamente conflictivas. En mayo de 2016 se dirigió por primera vez en defensa abierta del llamado de la MUD a la celebración de un referéndum revocatorio antes de diciembre de 2016, considerando que la realización del referendo era "una responsabilidad del gobierno venezolano" y adelantó por primera vez su intención de llamar a una reunión del consejo permanente de la organización para discutir la crisis institucional del país, por lo que el gobierno venezolano llamó a los demás países miembros de la región a sancionar a Almagro por "injerencismo" en los asuntos internos de Venezuela. En junio, en vista del conflicto institucional por las sentencias emitidas por el TSJ en contra de las decisiones de la AN y los presuntos retrasos del CNE a la convocatoria del referéndum revocatorio, la MUD propuso por medio de la mesa directiva de la AN solicitar de manera formal al secretario Almagro la activación de la Carta Democrática Interamericana (CDI) por lo que calificaron como una "ruptura del orden constitucional", con pleno rechazo de los voceros del gobierno, de los que se aseguró se darían demandas jurídicas contra la directiva de la asamblea por "usurpar las funciones" del gobierno ejecutivo en materia de relaciones exteriores.
El 23 de junio de 2016 tuvo lugar una sesión plenaria del consejo permanente de la OEA para discutir la potencial presentación del informe del secretario Almagro sobre sus conclusiones sobre la situación de Venezuela que ameritarían la implementación de la CDI; la canciller de Venezuela Delcy Rodríguez demandó la cancelación de la sesión al considerarla un "golpe de estado" en contra de la normativa de la organización por no ser solicitada la activación de la CDI por el gobierno del país afectado por la misma, siendo la moción de Rodríguez rechazada por una votación de 20 países en contra y 12 a favor. En su informe, donde detallaba los numerosos factores de la crisis económica, política, institucional y social de Venezuela, Almagro se refirió en su último punto sobre la abierta posibilidad de que se cumpliesen los lapsos para que el referéndum revocatorio tuviese lugar en 2016. Finalizada la sesión sin una decisión firme sobre la implementación de la CDI ni una intervención en ese momento prevista del presidente de la AN Henry Ramos Allup. El consejo permanente volvió a reunirse el 29 de junio en una sesión que terminó con el acuerdo por consenso para la conformación de un "grupo de amigos" propuesto por Argentina en una sesión previa del 21 de junio que acompañase el proceso de diálogo entre el gobierno y la oposición venezolanos propuesto por la Unasur.
Tanto el gobierno como la oposición se atribuyeron a sí mismos la "victoria" del debate sobre la implementación de la CDI, mientras que para expertos como el propio secretario Almagro, la CDI se encontraba "activada" pero aún sin "implementar" dados los actos de mediación diplomática que aún debían presentarse antes de llegar a sanciones. El 11 de agosto, 15 Estados miembros de la OEA, a nombre de la organización, dirigieron un comunicado en el que se exigían el "cumplimiento sin demoras" de la convocatoria del referéndum revocatorio en Venezuela al tiempo que instaban a la concreción de un diálogo "franco y efectivo" entre gobierno y oposición. Tras el aparente fracaso de los esfuerzos de la comunidad internacional por acercar en un diálogo al gobierno de Venezuela con la MUD, y con los anuncios de la presidenta del CNE que anticipaban aplazamientos drásticos en los plazos para la convocatoria del referéndum revocatorio, el secretario Almagro aseguró en una entrevista del 23 de agosto que si se impedía la realización del referéndum hasta finalizado 2016, la OEA impodria "sanciones más drásticas" contra el gobierno de Venezuela.
Unión Europea
En abril, la Unión Europea propuso de manera pública servir junta a la OEA como asistentes técnicos para la realización del referéndum revocatorio en Venezuela Sin recibir respuesta de parte del poder electoral venezolano. En mayo, el ministro de asuntos exteriores de España José García-Margallo solicitó a la UE "no permanecer impasible" ante la crisis venezolana, a lo cual la Alta Representante de la Unión para Asuntos Exteriores y ex-ministra de asuntos exteriores de Italia Federica Mogherini expresó en el Parlamento Europeo que el referéndum revocatorio propuesto por la oposición de Venezuela "tiene que hacerse en 2016" El 8 de junio las 4 fracciones más grandes del Eurocámara (PPE, S&D, ALDE y CRE) aprobaron con el voto en contra de GUE-NGL y la abstención de Podemos una resolución para solicitar la liberación de los presuntos presos políticos de Venezuela, el fin del conflicto de poderes y la realización del referéndum revocatorio en 2016.
El 17 de julio el Consejo de Ministros de la Unión Europea aprobó nombrar al ex-presidente de España José Luis Rodríguez Zapatero como "enviado especial de la Unión Europea para Venezuela", en el marco de la propuesta de diálogo entre el gobierno y la oposición de ese país planteada por la Unasur mediante la mediación de Zapatero, de manera que éste pudiese hablar en nombre de la organización supranacional. El 1 de agosto el secretario general del partido socialcristiano Copei Robert García se reunión con representantes de la UE para discutir el estado de la solicitud de la MUD para la convocatoria del revocatorio y resaltar la importancia de la representación internacional ante el posible evento electoral. El 22 de septiembre el diputado venezolano por la MUD y presidente de la bancada venezolana al Parlatino Ángel Medina expresó que el Eurolat aprobó una declaración oficial para expresar su preocupación por la crisis venezolana al tiempo que se exigía el "cumplimiento de las normas constitucionales y la utilización de todos los instrumentos democráticos para la resolución de conflictos."
Parlamento Latinoamericano
El 29 de abril diputados de la MUD, entre ellos el presidente de la bancada venezolana ante el Parlatino Ángel Medina, se reunieron con el secretario general de la OEA Luis Almagro para instarle a que solicitara al poder ejecutivo de Venezuela la aprobación de una misión de observación internacional ante el eventual referéndum revocatorio. El diputado Medina junto al también diputado por la MUD al Parlatino Euroro González expusieron ante la reunión entre el Parlatino y la Eurocámara del 17 de mayo de la Eurolat su visión de la crisis política y social de Venezuela defendiendo el referéndum revocatorio como el "mecanismo idóneo" para resolver dicha crisis.
Durante un foro del Parlatino para proponer posibles soluciones a la crisis venezolana del 26 de julio, el diputado Medina saludó la disposición del parlamento de servir como intermediador en el posible diálogo entre gobierno y oposición, pero reiteró la posición de la MUD de que entre las condiciones del diálogo se encontraba el respeto a la realización del revocatorio. El 22 de septiembre el diputado Medina expresó que el Eurolat aprobó una declaración oficial para expresar su preocupación por la crisis venezolana al tiempo que se exigía el "cumplimiento de las normas constitucionales y la utilización de todos los instrumentos democráticos para la resolución de conflictos."
Unión de Naciones Suramericanas miniatura|Mesa de diálogo instalada el 12 de diciembre de 2016, mediada por el Vaticano y la UNASUR. En mayo de 2016, la Unasur, bajo la presidencia pro tempore del gobierno de Venezuela y la secretaría general del expresidente de Colombia Ernesto Samper (constantemente acusado de ser un actor político parcializado a los intereses del gobierno venezolano) presentó una propuesta para la conformación de una mesa de diálogo entre el gobierno y la oposición venezolanos con la intermediación de un grupo negociador conformado por el ex-presidente de Panamá Martín Torrijos, el ex-presidente de República Dominicana Leonel Fernández y el ex-presidente del gobierno de España José Luis Rodríguez Zapatero quienes venían llevando una serie de encuentros privados por separado con los actores de ambos grupos políticos. En el marco de la mediación de la Unasur, el expresidente español Zapatero durante una visita a Caracas el 4 de junio visitó al dirigente de Voluntad Popular Leopoldo López, condenado a 14 años de prisión y visto por la oposición venezolana como un icónico "preso político", en su celda en la Cárcel de Ramo Verde, siendo la primera figura pública internacional al que se le permitió la comunicación personal con el líder político encarcelado, cuando antes y después una extensa lista de personalidades internacionales que intentaron entrevistar a López fueron impedidos de tal fin por un riguroso cerco militar.