Ministrarna avgav sitt yttrande i ett uttalande som offentliggjordes i slutet av ett tvådagarsmöte med G20-länderna i Kina.
Kansler George Osborne, som är på evenemanget, berättade för BBC att folkomröstningsfrågan var "dödligt allvarlig".
Men f.d. förbundskansler Lord Lawson sade att G20:s varning var "absurd" eftersom 15 av dess medlemmar var utanför EU.
Mr Osborne frågade om han eller hans tjänstemän hade bett om att varningen skulle tas med i uttalandet och sade: "Vi har länder runt bordet som USA, som IMF, som kineserna som uppriktigt sagt inte gör som någon säger åt dem att göra."
Men lord Lawson sade till BBC: " Det brittiska folket kommer inte att tycka om att få höra av G20 vad de borde göra. Och tanken att Storbritannien skulle lämna EU skulle orsaka en ekonomisk chock är absurd.
"Femton av medlemmarna i G20-gruppen befinner sig utanför EU, och det har inte orsakat någon ekonomisk chock. De flesta av dem klarar sig faktiskt bättre än de flesta av EU:s medlemsstater."
Storbritanniens EU-omröstning: Allt du behöver veta
EU-omröstning: Där kabinettet och andra parlamentsledamöter står
EU:s reformavtal: Vad Cameron ville ha och vad han fick
UKIP-ledaren Nigel Farage sa att G20-meddelandet var "ingen överraskning" eftersom det var "kamrater som hjälpte varandra".
"Jag är inte förvånad över att stora regeringen träffas för att stödja David Cameron", tillade han.
"Det här är stora banker, storföretag, stor regering som kliar varandras ryggar. Jag tror inte att det imponerar på väljarna."
Tjänstemän som reser med Osborne säger att omnämnandet av den brittiska folkomröstningen i G20-mötets slutliga kommuniké är ovanligt. Mr Osborne har förnekat att han insisterade på det.
Kanslern sade till BBC: "De finansiella ledarna i världens största länder har avgett sin enhälliga dom och de säger att en brittisk utträde ur EU skulle vara en chock för världsekonomin.
"Och om det är en chock för världsekonomin föreställa sig vad det skulle göra med Storbritannien."
Han tillade: "Detta är inte någon äventyrlig resa in i det okända, med all humor fäst vid det, detta är dödligt allvarligt."
Med den glittrande tidiga vårsolen bakom sig, när han stod på stranden av floden Huangpu i Shanghai, sade kanslern att han var "dödligt allvarlig".
Han är inte den enda. Det verkar som om de andra 19 ledarna på G20 håller med om "chock", som de kallade det, om Storbritannien lämnade EU.
Det är ingen stor överraskning. Presidenten av värdar Kina gjorde det klart förra året under hans Chequers vistelse att han vill ha Britannien In.
Men återigen Kina gör egentligen inte ingripande i inrikespolitik.
George Osborne kommer att bli glad över att ha detta viktiga och mycket offentliga diplomatiska stöd när han sitter på planet hemma ikväll.
Men det finns en doft av den skotska folkomröstningskampanjen om det, när olika utländska ledare ställde upp sig bakom regeringens ståndpunkt.
En högre tjänsteman från statskassan berättade att kanslerns amerikanska motsvarighet hade tagit upp frågan under mötet, liksom andra, inklusive högre kinesiska tjänstemän och Lagarde.
USA: s finansminister Jacob Lew uppmanade senare brittiska väljare att "överväga konsekvenserna" av att rösta för att lämna, och sade Vita huset trodde att det var i Storbritanniens "nationella säkerhetsintressen" att stanna kvar i facket.
På andra håll var premiärminister David Cameron i Nordirland som en del av sin resa i Storbritannien för att övertyga väljarna om att medlemskap i ett reformerat EU ligger i deras intresse.
CBI:s generaldirektör Carolyn Fairbairn beskrev de potentiella konsekvenserna av att Storbritannien lämnar EU som en "klar risk".
"De som vill lämna landet måste lägga fram ett tydligt ekonomiskt fall och förklara hur utanför EU kommer att öka sysselsättningen, tillväxten och välståndet i Storbritannien och i hela Europa.
"De flesta - men inte alla - av CBI-medlemmar vill att Storbritannien ska förbli i ett reformerat EU", tillade hon.
Samtidigt har Londons borgmästare Boris Johnson klargjort sin ståndpunkt om tanken att en röst för att lämna EU skulle kunna tvinga Bryssel att ge Storbritannien en bättre uppgörelse om sitt medlemskap och utlösa en andra folkomröstning.
John Johnson hade tidigare föreslagit att Storbritannien bara skulle "få den förändring vi behöver genom att rösta för att lämna landet".
Men i The Times sade Johnson kategoriskt: "Utgången är ute".
Storbritannien kommer att rösta om huruvida man ska lämna eller stanna kvar i EU den 23 juni.
David Cameron fastställde datumet förra helgen efter att ha enats om ett avtal med EU-ledarna om en omförhandling av Storbritanniens EU-medlemskap.
Finansministrarna från världens ledande ekonomier har varnat för ett "chock" till den globala ekonomin om Storbritannien lämnar EU.