籌備委員會對集會時的位置都預先劃定：天安門東西兩側觀禮台為機關團體；集會聯合指揮部設於西城台，另有幾個指揮分站分別設於廣場上；除長安街中段為閱兵分列式行進路線外，長安街中段南側屬於不參加分列式的武裝部隊集會區域，軍樂隊居於其中間部位；其後是以鐵路工人為主的工人和農民；其餘區域分別劃歸團中央、學生、工人和廣大市民。人們群眾集會與遊行，主要由中共北京市委和市政府負責組織。軍隊人員中，如華北軍區司令部作戰訓練處處長唐永健等人也參加了群眾場麵的組織工作。
在閱兵儀式籌備過程中，閱兵總指揮聶榮臻始終事無巨細地關心和指導，他多次強調指出，我們這支軍隊踏過雪山草地，從金沙江到黑龍江，從長白山到南海邊，英勇作戰，用鮮血和生命換來了今天的勝利，因此在這次閱兵中，一定要展示出這種精神麵貌。他還多次聽取了閱兵指揮所的工作彙報，並把閱兵中可能遇到的各種問題都作了籌劃和部署。
在談到防空問題時，他下了一道極為嚴格的命令：萬一遇到敵機空襲時，要原地不動，保持陣容，保持隊形，其他連隊伍行進時車輛熄火與騾馬失蹄、拉屎、撒尿的對應措施，也都一一詢問到了。
聶榮臻當時身兼數職，除了擔任平津衛戍區司令員、華北軍區司令員、代總參謀長等軍隊職務外，還擔任了北京市市長的職務，異常繁忙。當大閱兵的日子即將到來的時候。為統一行動，楊成武和唐延傑受命以閱兵指揮所正、副主任的名義，預先向受閱的海、陸、空軍代表部隊下達一道命令。命令中規定了各部隊入城路線、集結待閱地點、各指揮分所的位置，並重申了以前閱兵會議規定的注意事項。
9月30日午夜，各部隊開始入城集結。
10月1日下午2時，中南海內開始舉行中央人民政府委員會第一次會議，正、副主席宣布就職，並選舉林伯渠為秘書長；任命周恩來為政務院總理兼外交部長；毛澤東兼中央人民政府軍事委員會主席；朱德兼人民解放軍總司令；沈鈞儒為最高人民法院院長；羅榮桓為最高人民檢察署檢察長。……而此時，30萬軍民正聚集於天安門廣場。人群和旗幟、彩綢、鮮花、燈飾，彙成了喜慶的錦繡般的海洋。30萬顆心都在迎候同一時刻。
下午3時，大地歡聲雷動。毛澤東等領導人登上天安門城樓，宣布建國的儀式後，閱兵司令員朱德身著戎裝，走下天安門城樓，乘敞篷汽車通過金水橋，迎候在橋南的閱兵總指揮聶榮臻即致軍禮並報告：“受檢閱的陸海空軍代表部隊均已準備完畢，請總司令檢閱。”在《三大紀律八項注意》、《軍隊和老百姓》、《保衛勝利果實》等軍樂樂曲的連續演奏中，朱德總司令由聶榮臻總指揮同車陪同，檢閱了肅立受閱的三軍部隊。當朱總司令向指戰員問好時，指戰員齊聲響亮地回答：“祝總司令健康。”
接著，朱德總司令重登天安門城樓，宣讀《中國人民解放軍總部命令》，說：“……我們中華人民共和國的武裝部隊，在反對美國帝國主義所援助的蔣介石反動政府的革命戰爭中，已經取得了偉大的勝利。敵人的大部分已經被殲滅，全國的大部分國土已經解放。這是我們全體戰鬥員、指揮員、政治工作人員和後勤工作人員一致努力英勇奮鬥的結果。我向你們表示熱烈的慶祝和感謝。
“但是現在我們的戰鬥任務還沒有最後完成。殘餘的敵人還在繼續勾引外國侵略者，進行反抗中華人民共和國的反革命活動。我們必須繼續努力，實現人民解放戰爭的最後目的。
“我命令中國人民解放軍全體指戰員工作員，堅決執行中央人民政府和偉大的人民領袖毛主席的一切命令，迅速肅清國民黨反動軍隊的殘餘，解放一切尚未解放的國土，同時肅清土匪和其他一切反革命匪徒，鎮壓他們的一切反抗和搗亂行為……”
檢閱式完畢便是分列式。於是，楊成武用電話向東三座門外的指揮分所發出相應的命令。
最先通過天安門主席台前的是代表人民海軍的海軍分隊，他們身著嶄新的水兵服，以“八一”軍旗為前導，由東向西行進。當這支年輕的、英姿勃勃的隊伍通過天安門主席台前時，歡呼聲陡然高漲，使人想到澎湃的波濤聲，這些沿海島嶼的解放者從此也就是中華人民共和國的保衛者。
緊接著的就是多兵種的陸軍代表部隊。步兵師的戰士們經過千錘百煉，踏著《八路軍進行曲》的節奏，雄赳赳地走過來了。在《軍隊進行曲》和《坦克進行曲》的伴奏聲中，炮兵師、戰車師的隊伍也相繼隆隆地開過來了。戰車師包括摩托化步兵團，輕、中型坦克團各一個，這支鋼鐵隊伍是在中國人民解放軍“大反攻”中建立起來的。