受阅部队由东向西通过天安门广场，共有10384人。
受阅地面方队38个：有军事学院方队，第1步兵学校方队，第8步兵学校方队，第3炮兵学校方队，南京工兵学校方队，第1坦克学校方队，第1海军学校、第2海军学校抽组的海军学校方队，“重庆号”舰和第5海军学校抽组的水兵方队，第9航空学校方队，公安部队第2师方队，华北军区3个野战军抽组的步兵师、摩托步兵团方队，内蒙古军区骑兵第5师抽组的骑兵团方队，空降兵部队抽组的伞兵方队，防空部队抽组的高射炮和探照灯方队，炮兵从6个炮兵师和华东军区1个军及所属师炮团抽组的炮兵师方队，装甲兵2个坦克师抽组的坦克和自行火炮方队，东北、华北、华东军区装甲部队抽组的三轮摩托车方队，2个空军师及1个独立团抽组的航空兵梯队等。防空部队的探照灯方队，以其外形特别的探照灯装备引起观众们的欢呼，几个月后，防空部队改称为防空军，正式成为人民解放军的一个军种。
这次阅兵中使用的受阅装备，全部为苏联进口，包括M-43式120毫米迫击炮，57毫米反坦克炮，76.2毫米加农炮，M-38式122毫米榴弹炮，M-13式火炮，M-37式152毫米加农榴弹炮，M-39式37毫米高射炮、85毫米高射炮，T-34中型坦克，ИC-2号重型坦克，CY-122式122毫米自行火炮等。受阅空中飞行梯队4个：由杜-4重型轰炸机、杜-2轻型轰炸机、米格-15比斯歼击机等111架飞机组成。
每个徒步方队由200人编成，横排面20人，共10个排面。中国人民解放军最高军事学府——军事学院的学员方队最先列队进入天安门广场，接受党和人民的检阅。跟进的是步兵学校、炮兵学校、工兵学校、坦克学校、航空学校、海军学校的学员方队。学员们队形整齐，动作协调一致。
水兵方队在院校方队之后进入广场，仅从阅兵队列上看，与开国大典阅兵时的海军方队仅有36人相比，5年后的水兵方队在排与列上都增加了一倍，加上领队的护旗兵共有147人。
继后列队前进的是佩带手枪的中国人民公安部队方队。然后是步兵师各个方队，以携带武器分类辨识，主要有冲锋枪方队和步枪方队，他们以严整的阵容相继通过天安门广场。步枪方队在踏上检阅线时，劈枪动作标准而一致，队形整齐，步伐有力。
跟在步兵方队后面的是骑兵受阅部队，他们来自内蒙古草原，功臣模范占了一半，他们共编成6个方队，每个方队都是毛色相同的军马，侧面看，骑兵和战马各成一直线，队形整齐。骑兵部队在天安门广场是最后一次受阅。
三轮摩托车团、摩托步兵团、伞兵部队、炮兵部队、坦克部队依次通过天安门广场。行进在炮兵师前面的是120毫米重迫击炮方队，跟进的依次是57毫米反坦克炮，76.2毫米野炮、122毫米榴弹炮、132毫米火箭炮、探照灯、37毫米高炮、85毫米高炮、152毫米加农榴弹炮，强力的牵引车拉着各种口径的大炮驶过天安门。紧跟其后的是被人们称为“活动火力堡垒”ИＣ—2号重型坦克、Ｔ—34中型坦克和122毫米自行火炮方队。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。
在炮兵、坦克兵等地面部队经过广场通过检阅台前的同时，天空中出现了英勇的铁鹰，航空兵受阅部队飞临天安门广场上空。飞行在前面领航的，是由1架杜—4重型轰炸机和2架米格—15比斯型歼击机护航的带队机群，接着是4个轰炸机团和2个歼击机团，一队一队地由天安门上空掠过。受阅航空兵由111架作战飞机编成，由3机按三角形编队，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，是一个严峻而光荣的考验。
整个阅兵，历时63分钟。给人们留下了深刻的印象。当一个个方队依次经过检阅台前时，毛泽东和其他中央领导人频频挥手，检阅台、观礼台上的中外来宾和广场上的群众不时地报以热烈的掌声和欢呼声，纷纷赞扬这是一支纪律严明、训练有素的军队。
受检阅的各部队表现了卓越的训练成就和强大的战斗力量。与开国大典阅兵相比，此次阅兵军兵种齐全，在部队编成等方面都发生了较大变化，武器装备机械化程度有较大提高。开国大典的受阅部队主要由陆军编成，海军和空军数量很少，这反映了解放军当时的状况。而国庆5周年受阅部队是由诸军兵种编成的，反映了人民解放军海军、空军和陆军特种兵的迅速发展。开国大典受阅部队的武器装备是杂式的“万国牌”，型号、口径、出产国极不统一，国庆5周年受阅部队的武器装备则基本上是苏式的，虽然是引进，不是自造，但这是中国军队武器装备向前迈进的一大步。