遊行主席團幾經交涉無效，乃決定到省政府請願。上午11時，遊行隊伍到達省政府。這時候，省政府已戒備森嚴，門前布滿了荷槍實彈的憲兵、警察和保安隊。學生要求見主席萬耀煌，沒有得到答複；學生幾次想衝進去，由於防守嚴密，沒有成功。雙方對峙，氣氛十分緊張。下午一點多鍾，省政府秘書長出來見學生，他說：“萬耀煌主席到鄂北視察去了，有什麼意見我可以轉達。”學生要求下令複航，他表示無權處理。學生代表說：“省主席外出，秘書長代拆代行，你不能推卸責任！”他無言以對，默默地溜走了。軍警與學生又出現對峙局麵。當局企圖這樣拖到天黑，遊行隊伍也就自然散去；學生前進不得，後退又不甘休，內心十分焦急。
雙方僵持好一會兒，武大先修班兩個學生急中生智，擎起“武大先修班”大幅橫標，緩緩向前移動，一直到隊伍的最前麵，頂到大門前哨兵的槍尖上。他們趁哨兵不注意的時候，突然把那幅又寬又長的橫標向門前的哨軍劈頭蓋腦地蒙了過去，並高喊：“同學們，衝呀！”當哨兵正忙著撕扯橫幅時，學生像決堤的洪水，一下子擁進省政府，軍警被衝到一邊，束手無策。
學生衝進省政府時，省政府大小官員早已逃之夭夭，少數沒走的，學生就向他們宣傳，有的官員表示同情學運。學生在牆壁上、門窗邊、屏風上寫了不少標語：“打倒獨裁”、“反對內戰”“爭取和平”“打倒官僚資本”……在朱紅油漆柱上，用油墨寫了對聯一副：“朱門酒肉臭，路有凍死骨”。雪白的粉牆上更是琳琅滿目，最引人注目的是一幅“打倒好戰分子”的標語，還配了一幅漫畫，為一胖一瘦兩人，旁邊大書：“民瘦官肥”。秩序一度混亂，少數學生擊破玻璃窗兩片，經糾察和多數學生製止，秩序恢複正常。主席團一再呼籲學生不要破壞東西。
在僵持過程中，武大訓導長朱萃046趕到，向學生講了話，他說站在學校的立場，希望同學能夠渡江，因為這樣方能完成遊行，早日恢複上課。他表示願竭力交涉輪渡複航。到下午4時，仍無動靜，學生有點焦躁。這時，訓導長又來到，說電話不通，交涉沒結果。此時，學生覺得這次遊行雖沒能遊成，足見國民黨當局連渡江的自由亦不給予人民，這不能不使他們提高警惕，遂一致決定，暫時回校。事後，三青團湖北支團部秘書田秉德召集武大三青團、青年軍骨幹分子在飯店聚餐，他得意洋洋地說：“今天雖然沒有抓他們，但他們也沒遊行成。”
武大學生自治會於5月23日晚召開緊急代表大會，討論遊行善後事宜。大會接到500多同學的建議書，要求繼續罷課；其中90多人還要求繼續遊行。大會議決，通電抗議國民黨當局剝奪人權，摧殘自由之緊急措施辦法；抗議武漢當局封閉輪渡；電慰平、津受傷同學；請國民黨當局嚴懲“五一八”“五二”事件凶手，並徹底追究責任；抗議武漢日報歪曲報道（該報報道五二二遊行人數隻200多人），責成其更正、道歉；征求是否罷課意見，如決定罷課，在罷課期間，組織講演隊、歌詠隊下鄉宣傳，由教授主持反內戰、爭和平專題演講，舉行時事座談會、文藝晚會等；關於“六二”反內戰大遊行，到5月底再征求意見決定，繼續發動武漢中等以上學校學生參加反內戰、爭和平運動；―內戰不停，我們工作一日不止。武大學生自治會征求意見結果：自5月24日起繼續罷課三天。
為了響應“六二”反內戰總罷課大遊行，武大學生自治會緊張地做了準備工作。在5月28日至30日晚上，舉行了反內戰、爭溫飽的時事座談會和文藝晚會，會上繆朗山、朱君允、金克木、梁園東、劉穎等教授相繼發言，強烈譴責國民政府不顧人民死活，發動內戰。晚會上，學生還演出活報劇《凱旋》以及《茶館小調》《古怪歌》等節目。
與此同時，武漢當局按照中央黨政軍聯席會報（“官邸會報”）的密令，為了鎮壓學生“六二”總罷課大遊行，多次召開軍警憲特和三青團、青年軍骨幹分子的秘密會議。會上，武漢警備司令部副司令作了指示：“盡量從各方麵阻撓學生的遊行，如果遊行得逞，則準備以武昌傷兵同遊行隊伍相衝突，政府乘混亂時捕捉首惡分子。”還成立聯絡中心小組，由警備司令部和各校三青團代表一人組成，每三天彙報一次，特別強調進一步調查黑名單。會後，武大三青團公開組織反罷課、反遊行的簽名活動，並向特務機關彙報了黑名單。5月31日下午10時，稽查處密召軍警憲特開會，由稽查處長胡孝揚主持，進行到深夜，行動科長陳肇鳴宣布命令：今夜出動逮捕武大、華中大學共黨學生，分兩股出發，一股到武大，由胡孝揚任總指揮，帶領步兵一個連、憲兵一個連和警總一個分隊，全副武裝，用汽車八輛；另一股到華中大學。
在這過程中，武漢地下黨派了不少同誌，通過各種關係和渠道與各大專院校，特別是武大的進步學生建立了聯係。先是徐遠（當時化名李子固）與武大進步社團“文談社”負責人夏雨亭建立了聯係，接著劉實在武大找到他的中學同學賈道恒；劉錦找到他的陝西同鄉袁寬壽，李昌傖通過黨的外圍組織“姊妹團”骨幹在武大發展郭祖斌為團員。依靠這些進步學生，武漢地下黨對武大學運情況能隨時掌握並提出建議。“六一”慘案前兩天，地下黨派徐遠到武大對夏雨亭說：“從我們得到的各方麵的消息來看，國民黨當局可能要下毒手，我們的意見是最好取消遊行或改期舉行。”夏雨亭把這個建議告訴了武大地下黨員王爾傑（現名王一平，當時他的組織關係還在錢瑛那裏，沒轉到武漢地下黨）。他們商量後，認為準備工作已經就緒，取消遊行或改變計劃已經來不及了。但是，還是決定對第一線積極分子采取保護措施。