เริ่มต้นเหตุการณ์6 ตุลาคม มีบุคคลร่วมลงชื่อ 100 คน เพื่อเรียกร้องขอรัฐธรรมนูญ ซึ่งประกอบด้วยบุคคลหลากหลายอาชีพ หลายวงการ เช่น นักวิชาการ นักการเมือง นักคิด นักเขียน นิสิต นักศึกษา เป็นต้น จากนั้น นักศึกษา 13 คน นำโดย นายธีรยุทธ บุญมี ได้เดินแจกใบปลิวเรียกร้องรัฐธรรมนูญตามสถานที่ต่าง ๆ ในกรุงเทพ ฯ โดยอ้างถึงใจความในพระราชหัตถ์เลขาของรัชกาลที่ 7 ที่ส่งถึงรัฐบาลถึงสาเหตุที่ทรงสละราชสมบัติ แต่ทางตำรวจนครบาลจับได้เพียง 11 คน และจับขังนักศึกษาทั้ง 11 คนนี้ไว้ที่โรงเรียนตำรวจนครบาลบางเขนและนำไปขังต่อที่เรือนจำกลางบางเขน พร้อมตั้งข้อหาร้ายแรงว่า เป็นการกระทำอันเป็นคอมมิวนิสต์ โดยห้ามเยี่ยม ห้ามประกันเด็ดขาด ซึ่งบุคคลทั้ง 13 นี้ ได้ถูกเรียกขานว่าเป็น 13 ขบถรัฐธรรมนูญ จากนั้นจึงได้มีการประกาศจับ นายก้องเกียรติ คงคา นักศึกษามหาวิทยาลัยรามคำแหง และตามจับ นายไขแสง สุกใส อดีต ส.ส.จ.นครพนม ขึ้นอีก รวมทั้งหมดเป็น 13 คน โดยกล่าวหาว่า นายไขแสงเป็นผู้ที่อยู่เบื้องหลังการแจกใบปลิวครั้งนี้ ซึ่งเหตุการณ์เหล่านี้สร้างความไม่พอใจให้เกิดขึ้นครั้งใหญ่แก่มวลนักศึกษาและประชาชนอย่างมาก จนนำไปสู่การชุมนุมใหญ่ที่มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ซึ่งในขณะนั้นเป็นช่วงของการสอบกลางภาคด้วย แต่ทางองค์กรนักศึกษามหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ (อมธ.) ได้ประกาศและติดป้ายขนาดใหญ่ไว้ว่า งดสอบ พร้อมทั้งยื่นคำขาดให้ทางรัฐบาลปล่อยตัวทั้งหมดนี้ก่อนเที่ยงวันที่ 13 ตุลาคม แต่เมื่อถึงเวลาแล้วรัฐบาลก็หาได้ยอมกระทำไม่

การเดินขบวนครั้งใหญ่จึงเริ่มต้นที่มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ เมื่อวันที่ 13 ตุลาคม ออกไปตามถนนราชดำเนิน สู่ลานพระบรมรูปทรงม้า โดยมีแกนนำเป็นนักศึกษาและมีประชาชนเข้าร่วมด้วยจำนวนมาก (คาดการกันว่ามีราว 500,000 คน) แกนนำนักศึกษาได้เข้าพบเจรจากับรัฐบาลและบางส่วนได้เข้าเฝ้า ฯ จนได้ข้อยุติเพียงพอที่จะสลายตัว แต่ทว่าด้วยอุปสรรคทางการสื่อสารและมวลชนที่มีอยู่เป็นจำนวนมากไม่อาจควบคุมดูแลได้หมด ก็นำไปสู่การนองเลือดในเช้าตรู่วันที่ 14 ตุลาคม เมื่อเกิดการปะทะระหว่างเจ้าหน้าที่รัฐและประชาชนที่บริเวณหน้าพระตำหนักจิตรลดารโหฐาน เมื่อกลุ่มผู้ชุมนุมจะสลายตัวกลับทางนั้น แต่ทางเจ้าหน้าที่ไม่ยอมให้ผ่าน จึงเกิดการปะทะกันกลายเป็นการจลาจล ที่มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์และถนนราชดำเนิน พบเฮลิคอปเตอร์ลำหนึ่งบินวนอยู่เหนือเหตุการณ์และมีการยิงปืนลงมาจากเฮลิคอปเตอร์ลำนั้นเพื่อสลายการชุมนุม โดยผู้ที่อยู่ในเหตุการณ์ยืนยันว่าบุคคลที่ยิงปืนลงมานั้นคือ พ.อ.ณรงค์ กิตติขจร

หลังจากนั้น วิทยุกระจายเสียงแห่งประเทศไทยประกาศว่า จอมพลถนอม ได้ลาออกจากตำแหน่งแล้ว และมีพระบรมราชโองการโปรดแต่งตั้ง นายสัญญา ธรรมศักดิ์ อธิการบดีมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ดำรงตำแหน่งนายกรัฐมนตรี พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว และ สมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนี ทรงมีพระราชดำรัสแถลงออกโทรทัศน์ด้วยพระองค์เอง แต่ทว่าเหตุการณ์ยังไม่สงบโดยกลุ่มทหารได้เปิดฉากยิงเข้าใส่นักศึกษาและประชาชนอีกครั้งหลังจากพระราชดำรัสทางโทรทัศน์เพียงหนึ่งชั่วโมงเมื่อนักศึกษาพยายามพุ่งรถบัสที่ไม่มีคนขับเข้าใส่สถานีตำรวจ ที่อนุเสาวรีย์ประชาธิปไตยเนื่องจากผู้ชุมนุมนับพันยังไม่วางใจในสถานการณ์ได้มีการประกาศท้าทายกฎอัยการศึกในเวลา 22.00 น. และ ประกาศว่าจะอยู่ที่อนุเสาวรีย์ประชาธิปไตยทั้งคืนเพื่อให้แน่ใจว่าไม่ได้ถูกหลอกอีกครั้ง ซึ่งในตอนหัวค่ำวันที่ 15 ได้มีประกาศว่า จอมพลถนอม จอมพลประภาส และ พ.อ.ณรงค์ ได้เดินทางออกนอกประเทศแล้ว เหตุการณ์จึงค่อยสงบลง และวันที่ 16 ตุลาคม ผู้ชุมนุมและประชาชนต่างพากันช่วยทำความสะอาดพื้นถนนและสถานที่ต่าง ๆ ที่ได้รับความเสียหาย