当天上午9时50分，毛泽东主席等中央领导人登临天安门城楼。10时，中央人民政府秘书长林伯渠宣布庆祝典礼开始。全场肃立，军乐队演奏中华人民共和国代国歌《义勇军进行曲》，礼炮齐鸣28响。

阅兵式随之开始。中央人民政府人民革命军事委员会代理总参谋长聂荣臻任阅兵总指挥，他陪同中国人民解放军总司令朱德，乘检阅车检阅了全体受阅部队。检阅后，朱德总司令登临天安门城楼检阅台，宣读《中国人民解放军总部命令》，他号召：“中国人民解放军陆军、空军、海军、公安部队全体指挥员、战斗员、政治工作人员、后勤工作人员同志们，民兵同志们……我命令你们，警惕地站好你们的战斗岗位，进一步加强国防建设，巩固祖国国防。毫不满足地认真学习，熟练掌握新的技术，学会诸兵种联合作战的本领，提高现代化军事科学和指挥艺术的水平，加强各种工作的计划性、组织性和准确性，巩固和提高军事纪律，为建设一支强大的现代化国防军而奋斗！”朱德总司令宣读命令完毕后，接着进行了武装部队的分列式检阅。

走在受阅部队最前面的方队是中国人民解放军军事学院的学员。军事学院方队的出场，引起全场的热烈鼓掌。接着是人民解放军各军校的学员方队，依次是高级步兵学校的学员、战车学校的学员、炮兵学校的学员、海军学校的学员、航空学校的学员分别组成的5个方队。

前两次的天安门广场阅兵，走在最前面的方队分别是水兵方队和空军学校、海军学校的学员方队，这次阅兵换成了正在军事学院受训的高级指挥员，说明人民解放军干部队伍建设正在走向现代化和正规化。这种以军事学院方队为“龙头”的队列排序方法一直延续到1959年，1984年国庆阅兵第一方队改为仪仗队。

继院校方队之后受阅的是各军兵种部队。先是伞兵部队、步兵部队的方队，之后是民兵方队。民兵方队由华北老解放区民兵的代表组成，他们都是战斗英雄和工作模范，胸前佩戴着各种荣誉奖章和功章，向着天安门城楼和观礼台挥手致意。此时坐在观礼台上的来自全国各地革命老区的近千名代表兴奋地欢呼起来，全场也产生强烈的共鸣，人们高呼“人民战争万岁”，把阅兵式提前引入**。这次阅兵将民兵方队排列在人民解放军的方队之间，显然是别具创意的，比历年阅兵中民兵方队的排序明显前提，成为本年度阅兵式的亮点之一。

紧跟民兵方队之后的是骑兵部队、防空部队、牵引炮兵部队、摩托化步兵、装甲兵部队分别组成的5个方队。

伞兵部队、探照灯部队首次出现在国庆阅兵式上。探照灯方队，用大卡车载着巨大的圆形探照灯，对专业军事技术知识掌握不多的观众很容易将其认为是大口径的火炮。这种探照灯在几十年后的今天看来已经很落后，但在当时是非常先进的装备。

在坦克和履带式自行火炮隆隆驶过广场时，人民空军的各式飞机分3个梯队多个批次从天安门广场之上凌空而过。全场观众为人民武装力量的迅速发展壮大而欢呼。阅兵式历时90分钟。