下午3時，中央人民政府第一次會議後，毛澤東等在勤政殿門口登上汽車，出中南海東門，從故宮西華門向南，在中山公園後麵進了故宮闕右門，往南直到天安門城樓的後邊。這時，劉少奇、朱德、周恩來、宋慶齡、李濟深、張瀾、高崗，以及新當選的中央人民政府委員，都先後在這裏下了汽車，一起從西頭登上了一百個台階，來到天安門城樓上。毛澤東和朱德一前一後，最先登上天安門城樓。當毛澤東跨上第一百級台階的時候，廣播裏響起了響亮而激動的聲音：“毛主席健步登上了天安門城樓！”頓時，天安門廣場歡聲雷動，30萬軍民高呼口號、熱烈掌聲、紅旗飛舞。中央人民政府秘書長林伯渠宣布開會，在定為國歌的《義勇軍進行曲》樂曲聲中，中央人民政府主席、副主席和委員就位。在國歌的樂曲聲中，毛澤東主席莊嚴宣布：中華人民共和國中央人民政府成立了！中國人民從此站起來了！毛主席親自啟動電鈕將中華人民共和國第一麵五星紅旗升上22米高杆。在第一麵國旗冉冉升起的時候，在軍樂聲中禮炮轟鳴，54門禮炮齊放28響。接著，毛主席宣讀《中華人民共和國中央人民政府公告》，宣告：中央人民政府是代表中華人民共和國全國人民的唯一合法政府。
接著，林伯渠秘書長宣布閱兵開始。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，迎候在橋南的華北軍區司令員兼京津衛戍司令員、閱兵總指揮聶榮臻即致軍禮並報告：受檢閱陸海空軍各部隊業已準備完畢，請總司令檢閱。在《三大紀律八項注意》、《軍隊老百姓》、《保衛勝利果實》等軍樂樂曲的連續鳴奏中，朱德總司令由聶榮臻總指揮登車陪同，檢閱了肅立受閱的三軍部隊。緊接，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》稱：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，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，閱兵指揮所主任楊成武，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水兵分隊，他們身著嶄新的水兵服，以“八一”軍旗為前導，由東向西行進。緊跟著的就是陸軍代表部隊，步兵師的戰士們踏著《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。這時，人民空軍的飛機一批又一批地飛經天安門廣場的上空，在天安門前，天上地下，渾然一體，形成雄偉的立體武裝陣容。萬眾仰望，毛澤東、朱德、劉少奇、周恩來等也興奮地昂首注視祖國領空保衛者。機影還未完全消失，激昂的《騎兵進行曲》引出了壯觀的騎兵師隊伍，軍馬的毛色或全紅、或全白、或全黑，騎手們身著草綠軍服，握槍挎刀，威風凜凜。
兩個多小時閱兵過去之後，便是歡騰的群眾遊行隊伍通過天安門前，向中央人民政府領導人致意，向高高飄揚的五星紅旗致敬。這時已是晚上了，天安門廣場變成了紅燈的海洋，舉著紅燈遊行的群眾通過主席台時高呼：“人民共和國萬歲！毛主席萬歲！”毛澤東主席在擴音器前高聲回答：“同誌們萬歲！”並不時地向群眾揮手致意。晚9時25分，遊行隊伍全部通過主席台，紅燈隊伍穿過全城，首都200萬人民沉浸在狂歡喜悅之中。這個慶祝人民新中國誕生的浪潮，隨即在長城內外，大江南北展開，迅速遍及到祖國大地的各個角落。