De acordo com os resultados de mais de 99% das mesas de voto, 78,28% votaram a favor de uma nova Constituição e 21,72% contra.
A taxa de participação foi de cerca de 50%, indicou a autoridade eleitoral.
O Presidente do Chile, Sebastian Piñera, pediu unidade no país na elaboração da "nova Constituição", numa discurso transmitido pela televisão.
"Até agora, a Constituição tem-nos dividido. A partir de agora, devemos todos trabalhar em conjunto para que a nova Constituição seja uma área de unidade, estabilidade e futuro", disse.
Dezenas de milhares de manifestantes eufóricos reuniram-se em várias praças de Santiago do Chile, incluindo a Plaza Italia, centro dos protestos do ano passado, para celebrar a vitória.
Há um ano, os protestos contra a desigualdade social atingiram um ponto de viragem quando 1,2 milhões de pessoas se reuniram naquela emblemática praça, rebatizada "Praça da Dignidade".
Devido à pandemia do coronavírus que atingiu duramente o Chile, que registou 14 mil mortos e 500 mil casos, os eleitores formaram longas filas durante todo o dia em frente às assembleias de voto, cumprindo as medidas de distanciamento físico.
A substituição da Constituição herdada da ditadura de Augusto Pinochet (1973-1990) foi uma das exigências das manifestações lançadas em 18 de outubro de 2019 para exigir uma sociedade mais justa.
A atual Constituição pune severamente a ação do Estado e promove a atividade privada em todos os setores, incluindo na educação, na saúde e nas pensões.
Aos 14,7 milhões de eleitores foi pedido que respondessem a duas perguntas: "Querem uma nova Constituição" e "Que órgão deve redigir a nova Constituição?".
Segundo os resultados de quase todas as mesas de voto, a opção de uma "Convenção Constituinte" composta apenas por cidadãos ganhou 79% dos votos, contra 21% para uma "Convenção Mista" composta por cidadãos e parlamentares.
Até à data, nenhuma tentativa de substituir a Constituição tinha sido bem sucedida. Os constitucionalistas concordaram que o texto foi redigido de tal forma que as franjas conservadoras da sociedade podiam permanecer no poder, mesmo após o fim da ditadura.
A vitória de domingo significa "o abandono definitivo da sombra da ditadura no campo institucional", disse o cientista político da Universidade de Santiago Marcelo Mella.
O projeto da nova Constituição vai ser submetido a referendo em 2022.