按阅兵方案要求，开国大典的受阅部队官兵总数为1.64万人，序列是：（一）海军代表部队，由海军学校和东海舰队各1个排编成；（二）陆军代表部队，编队由步兵师、炮兵师、战车师、骑兵师组成，其中战车师包括摩托化兵团、装甲车团、坦克车团各1个组成；（三）空军，飞机17架。受阅的陆军大部分是20兵团和平津卫戍部队派出的，海空军组建时间短，是由有关部队的首长指定的。

经过艰苦的阅兵训练，9月30日午夜，受阅部队开始入城集结。阅兵指挥所设在天安门东侧的城墙根，用有线电话与各分所联系。

在毛泽东主席宣布完中央人民政府公告后，阅兵开始。阅兵式首先在静止状态下进行，全体受阅部队以天安门主席台为中心，按序列在东、西长安街列队，接受阅兵司令员的检阅；分列式在行进状态下实施，各受阅部队依次由东向西通过天安门城楼前接受检阅。受阅部队按海、陆、空三军的序列编组。

阅兵开始后，首先由聂荣臻陪同朱总司令坐敞篷车开始检阅。检阅毕，朱总司令回到城楼主席台宣读《中国人民解放军总部命令》，命令的最重要内容为：“坚决执行中央人民政府和伟大的人民领袖毛主席的一切命令，迅速肃清国民党反动军队的残余，解放一切尚未解放的国土，同时肃清土匪和其他一切反革命匪徒，镇压他们的一切反抗和捣乱行为。”

在阅兵部队进行分列式时，群众中涌起了欢呼。整整两个半小时的检阅，许多人连坐也没坐一下。电影机、照相机、望远镜和几十万双眼睛，一直集中在受检阅的部队身上，生怕看不清或漏过任何一个可以看得到的武器与战士。其中，年轻的海军部队与空军部队，是第一次公开地列队出现在人民领袖和广大人民的面前。

人们随着军乐队奏出的《中国人民解放军进行曲》的响亮节奏拍着手，合着拍子，发出这样那样的声音，几十万的脉搏同速地跳动。步兵部队、炮兵部队、战车部队与骑兵部队以等距离、等速度整连整团整师地稳步行进，是检阅中历时最长的一段，一直到太阳西下。但是，人们不厌其多，不厌其久；人们互相询问着：“这是什么炮呀？”“这是什么人呀？”每个人都把别人当成全知者，想更多地得到关于人民军队的知识。指挥台上久经战阵的军官们向身旁的非部队人员不断地解答着：“头两辆并排的小吉普车是指挥员和政委，后两辆是参谋长和政治主任，后面一辆是旗兵，这队野炮是日式九零野炮，能打三十华里，这是美国的大榴弹炮，这是中型坦克，这是装甲车……”所有摩托车与战车、炮车……都经过重新油漆，装饰了红星与“八一”字样，轮子一圈白，颜色壮美而整齐划一。往西长安街看，不知部队已走出多少里；往东长安街看，不知还有多少里长的部队准备走进会场来，人们越看越振奋，觉得自己祖国的武装力量已是如此地强大。以上这些部队，全部以相等的距离和相同的速度经过主席台前。当战车部队经过的时候，人民空军的飞机也一队队排成人字形，飞过天空。毛主席首先向空中招手。群众看见了，都把头上的帽子、手里的报纸和别的东西抛上天去，欢呼声盖过了飞机的隆隆声。当骑兵部队的许多连队最后以极整齐的五马并跑经过主席台前时，激起多次的热烈鼓掌。“红马连”一色红马、“白马连”一色白马，五马并行，马腿的动作完全一致。不仅跑得齐，而且马的颜色也是以各个连队为单位。最后一队骑兵跑过去的时候，天安门紫壁上的太阳灯、各色灯光在黄昏里开始发亮，人丛里的灯笼火把也都点亮了，全场一片火光红浪；爆花筒向高空放出红色、绿色、雪白色火球，拉着无数美艳的火丝，缓缓下降，劈劈啪啪响成一片。东西长安街上夹道的人群，开始围观提灯游行的漫长行列，交互地喊起“中华人民共和国万岁”“中央人民政府万岁”“毛主席万岁”的欢声。

整个阅兵结束后，群众游行开始。一批批群众队伍，无不迫切希望走到城楼前，看到衷心敬爱的毛主席。走在游行队伍最前面的是工人，京郊农民紧随其后。后面是机关干部、青年学生的游行队伍。天色很快就暗了下来，这时候天安门城楼上的灯光全部开启，再加上巨大的探照灯光射向全场，灯光闪闪，好似波浪。焰火在天安门附近三处施放，五彩缤纷，此起彼落。群众手里举的纸灯、纱灯也都点亮着，广场上成了灯的海洋。