下午３时，当毛泽东、朱德、刘少奇、宋庆龄、李济深、张澜、周恩来等党和国家领导人及中央人民政府委员登上天安门城楼时，全场欢声雷动。由中央人民政府秘书长林伯渠宣布典礼开始。军乐队高奏国歌。毛泽东主席向全世界宣布：中华人民共和国中央人民政府已于本日成立了。接着毛泽东按动电钮，亲手升起了第一面五星红旗。在军乐声中，５４门礼炮齐鸣２８响，这象征着参加政协第一届全体会议的５４个单位和中国共产党领导中国人民英勇斗争的２８年。毛泽东主席在天安门城楼上宣读了《中华人民共和国中央人民政府公告》，向全世界庄严宣布：伟大的中华人民共和国成立了，中华人民共和国中央人民政府是代表全中国人民的惟一合法政府。凡愿遵守平等、互利及互相尊重领土主权等项原则的任何外国政府，本政府均愿与之建立外交关系。

接着，阅兵式开始。中国人民解放军总司令朱德任检阅司令员，华北军区司令员兼京津卫戍区司令员聂荣臻任阅兵总指挥。朱德总司令驱车检阅了中国人民解放军陆、海、空军及各兵种部队后，宣读了中国人民解放军总部命令，命令人民解放军迅速肃清国民党的残余势力，解放全部国土。在阅兵分列式上，受阅部队以海军两个排为前导，接着是步兵师、炮兵师、战车师、骑兵师，共１．６４万人，由东向西行进。中国人民海军、空军部队第一次公开列队出现在世人面前。空军１７架飞机从天安门上空飞行受阅，都是缴获敌人的螺旋桨飞机。为防备敌机的突然袭击，其中有４架是携弹飞行。阅兵式持续了约３个小时。阅兵式后开始群众游行。１万支礼花陆续射入天空。当群众游行队伍经过主席台时，“人民共和国万岁！”“毛主席万岁！”的口号声响切云霄。毛泽东主席在扩音机前大声回答：“同志们万岁！”。当游行队伍离开会场时，已是晚间２１点２５分。举着红灯游行的群众像火龙似地穿过全城，使新的首都沉浸在狂欢里，直到深夜。