Параллельно 3 июля прошел массовый митинг матросов, рабочих и солдат на Якорной площади в Кронштадте, инициированный делегацией от 1 — го пулеметного полка. Делегаты явились в Морской манеж, где проходила лекция для матросов, сообщив собравшимся о начавшемся выступлении в Петрограде. Присутствовавшие на лекции разошлись по кораблям и через час начали митинг на Якорной площади… К участникам митинга обратились двое известных анархистов: член кронштадтского совета Х.З. Ярчук (вернулся в Россию из США) и Блейхман. Первоначально матросов пытались удержать от выступления Рошаль и Раскольников. В ответ на это раздались возгласы: «Мы здесь занимаемся разговорами, а в Петрограде на улицах льется кровь, надо браться за оружие и идти в Петроград!». Пытавшийся выступить Рошаль был заглушен криками и сошел с трибуны. После этого выступали какие-то неизвестные ранее до этого ораторы и стали призывать к оружию. Эти выступления подогрели толпу и стали раздаваться возгласы «Идем на пристань и поедем в Петроград. В результате стала меняться и позиция большевиков, увлекаемых процессом. Когда в Кронштадте Федор Раскольников спросил Семена Рошаля: «А что, если партия решит не выступать?» — Рошаль ответил: «Ничего, мы их отсюда заставим». Каменев дозвонился до Раскольникова и сказал, что выступление проводится «без санкции партии» и надо удержать кронштадтцев. «А как сдержать их? — пишет очевидец. — Кто сдержит катящуюся с вершин Альп лавину? Выступал Рошаль. Но вскоре этот стихийный человек сам поддался настроению масс и вместо «назад» закричал «вперед»». На экстренном заседании Кронштадтского совета единогласно было принято решение идти на помощь в Петроград.
Предполагалось по гудку Пароходного завода завтра собраться в 6 утра на Якорной площади и следовать в Петроград.
Между тем, в Петрограде, вечером 3 июля демонстранты, разделившись на две колонны, направились к резиденциям обеих ветвей власти — Таврическому (Петроградский Совет) и Мариинскому (Временное правительство) дворцам. Главные лозунги дня — «Долой Временное правительство!» и «Вся власть Совету рабочих и солдатских депутатов!».
Основные силы «восставших» (в частности, солдаты 1-го пулеметного полка) сосредоточились вокруг Таврического дворца, где заседал исполком столичного Совета, а также на Невском проспекте. Представители исполкома заверили демонстрантов в том, что их политические требования будут рассмотрены на следующий день, и призывали их разойтись, однако рабочие и солдаты выразили готовность ждать, «требуя к утру осуществить передачу власти Совету Р. и С.Д.» тем более бесполезно. Около 9 часов вечера пулеметчики при оружии сами появились возле здания, где проходила общегородская конференция большевиков, и призывы большевистских ораторов вернуться в казармы встретили гневными криками «Долой!».
Около 11 вечера, когда колонны демонстрантов проходили мимо Гостиного двора, впереди раздался взрыв ручной гранаты и началась стрельба. Сразу застрочили пулеметы. Солдаты открыли ответный огонь. Были убитые и раненые. «Изучение всей массы взаимоисключающих друг друга газетных сообщений, документов и мемуаров, — заключал американский историк Алекс Рабинович, — наводит на мысль, что, вероятнее всего, в этом в равной степени повинны все воинственно настроенные демонстранты, провокаторы, правые элементы, а подчас и просто паника и неразбериха».
«К 11 часам вечера, — вспоминал Я.М. Свердлов, — выяснилось, что нет возможности удержать ни солдат, ни рабочих. Получились сведения о выступлении Московского полка, Гренадерского, 180-го полка и др. (Более точно: Московского гренадерского, 180-го, а также Павловского, 1-го запасного полка и 6-го саперного батальона — И. Р.), Путиловского завода, завода «Вулкан», заводов Выборгской стороны и т. д., выяснилось, что движение масс уже вышло из берегов. Тогда, и только тогда, конференция в 11 часов 40 минут вечера приняла резолюцию, призывающую к организованной мирной демонстрации солдат и рабочих. Аналогичное решение было принято почти в то же время и ЦК». Символом «догоняющей» тактики большевистского руководства стала «Правда», вышедшая 4 июля с белой полосой на первой странице: заметку о «невыступлении» редакторы отозвали, а воззвание с призывом к «мирной и организованной демонстрации» опубликовать не успели.