1954年6月26日，总参谋部根据中共中央主席毛泽东、书记刘少奇、秘书长邓小平审定的阅兵方案，发出首都国庆阅兵的指示，确定了受阅部队的规模和编组，对受阅训练和其他准备工作提出了要求，并决定以华北军区为主组成首都国庆阅兵指挥部，统一领导地面受阅部队的训练；由军委空军司令部组成空军阅兵指挥机构，负责组织空军受阅部队的训练。9月23日，毛泽东主席任命华北军区兼京津卫戍区副司令员杨成武为国庆阅兵总指挥。
国庆节前夕，第一届全国人民代表大会第一次会议在北京召开。会议通过了《中华人民共和国宪法》，会议选举毛泽东为中华人民共和国主席，朱德为副主席，刘少奇为全国人民代表大会常务委员会委员长，通过决定周恩来为国务院总理，通过决定毛泽东为国防委员会主席，朱德等15人为国防委员会副主席。
9月28日，中共中央政治局决定，由下列12人组成中共中央军事委员会。主席：毛泽东；委员：朱德、彭德怀、林彪、刘伯承、贺龙、陈毅、邓小平、罗荣桓、徐向前、聂荣臻、叶剑英。并决定由彭德怀负责军事委员会的日常工作。为此，本年度的阅兵也确定为由彭德怀担任阅兵首长，朱德自开国大典始连续5年担任阅兵司令，至此不再出任阅兵首长。
受阅部队从全军60个单位抽调编成。有军事学院，第1步兵学校，第8步兵学校，第3炮兵学校，南京工兵学校，第1坦克学校，第1海军学校，第2海军学校，第5海军学校，第9航空学校，“重庆号”军舰，公安部队第2师，陆军第23军、第63军、第65军、第66军、第69军部分官兵，内蒙古军区骑兵第5师，伞兵教导师，防空部队，炮兵第10师、第11师、第21师、第31师、第64师，坦克第1师、第2师、第3师，东北、华北、华东军区装甲部队，空军歼击第14师、轰炸第10师、独立轰炸第4团等。
阅兵准备工作重点是部队训练和技术保障。按照总参谋部和阅兵指挥部的要求，徒步、骑兵和车辆方队从7月1日起，陆续在各自驻地开训，完成单兵教练、班教练和方队教练。8月中旬至月底，各受阅部队陆续进驻北京，完成合练和预演。空军受阅部队从6月15日开始在本场进行分散训练，8月上旬转场至北京近郊基地，9月28日完成合练。
徒步方队的训练，分为单兵基础动作和方队教练，指战员们付出的是常人难以想象的汗水和泪水。单兵基础动作主要有立正、转头注目、敬礼、齐步、正步、劈枪、端枪。方队教练主要有方队整齐、队形变换、行进间敬礼等。徒步方队每队由200人编成，横排面20人，共10个排面，要求队形行列整齐，方向正确，间隔距离保持规定尺度，动作有力沉稳。
车辆方队的训练，要求队形整齐，间隔距离一致，乘员姿势端正，精神振作。坦克、火炮每方队横排面4台车（炮），共4个排面；三轮摩托车横排面6辆，共27个排面。
航空兵由3机按三角形编队，从几个机场起飞，要求低空、小间距、逐队跟进，准时到达指定空域。通过天安门广场的高度为600米，航速每小时为400～650公里，这对中国年轻的飞行部队来说，是一个严峻的考验。他们精心组织、精心指挥，采用地面练与空中练、小机群练与大编队练相结合的方法，顺利完成了训练任务。