Domstolen ogiltigförklarade det pågående presidentvalet efter anklagelser om rysk inblandning och beslutade på fredagen att hela processen, som skulle ha avslutats i helgen, måste göras om. Ryssland förnekar all inblandning i processen.
Söndagens andra omgång skulle ha ställt Calin Georgescu, en högerextrem, ryssvänlig kandidat som ledde i den första omgången, mot den EU-vänliga centerledaren Elena Lasconi.
På söndagsmorgonen möttes Georgescu av en stor skara anhängare och journalister vid den skola där han skulle ha avlagt sin röst.
"Vi ska fortsätta på det demokratiska sättet", sade han på engelska. "Jag ber mycket tydligt om fred, om allt vi behöver för att återupprätta vår demokrati, eftersom demokratin upphävdes av domstolen."
I ett brev daterat den 7 december, som publicerades på sociala medier-plattformen X sent på lördagen, skrev Lasconi till USA:s tillträdande president Donald Trump att hon också fruktade att demokratin var i fara.
"De senaste 35 åren har vi haft demokrati, men regeringen och korrupta politiker har misslyckats med att leverera till det rumänska folket", skrev hon. "Jag är rädd att vi har 15 år kvar - kanske mindre - dit ingen vill gå: diktatur."
Om Georgescu skulle vinna presidentposten skulle det omkullkasta den provästliga politiken i EU- och NATO-medlemmen och föra Rumänien närmare central- och östeuropeiska stater med populistiska, ryssvänliga ledare, däribland Ungern, Slovakien och Österrike.
Georgescu vill avsluta Rumäniens stöd till Ukraina, vars försvar mot Rysslands invasion går in på sitt fjärde år i februari.
Sorin Scuratovschi, 46, en anhängare till Georgescu, sade att domstolens beslut hade varit "helt orättvist" och "en attack mot demokratin".
Medan Georgescu och Lasconi kritiserade beslutet att ställa in valet stödde den socialdemokratiske premiärministern Marcel Ciolacu beslutet på fredagen och kallade det "den enda korrekta lösningen".
