Hội nghị toàn quốc họp ở Tân Trào ngày 13 tháng 8 năm 1945, dưới sự chủ trì của Hồ Chí Minh với sự tham gia của Trường Chinh (chủ tọa), Hoàng Quốc Việt, Nguyễn Lương Bằng đã nhận định rằng, điều kiện cho Tổng khởi nghĩa đã chín muồi và chuẩn bị lãnh đạo toàn dân khởi nghĩa. Ủy ban Khởi nghĩa toàn quốc được thành lập gồm: Trường Chinh, Võ Nguyên Giáp, Trần Đăng Ninh, Lê Thanh Nghị và Chu Văn Tấn. Tuy nhiên, nhiều nơi nổi dậy khi chưa nhận được chỉ thị của Trung ương. Một đoàn cán bộ gồm Trần Huy Liệu, Nguyễn Lương Bằng, Huy Cận vào Huế, và Hoàng Quốc Việt, Cao Hồng Lãnh, Nguyễn Thị Thập vào Sài Gòn để đôn đốc khởi nghĩa.
Ngày 14 tháng 8, một số cán bộ Đảng Cộng sản và Việt Minh dù chưa nhận được lệnh khởi nghĩa nhưng căn cứ vào tình hình hiện tại và chỉ thị "Nhật - Pháp bắn nhau và hành động của chúng ta" đã quyết định cùng nhân dân khởi nghĩa, khởi nghĩa lan rộng ra xã thuộc các tỉnh ở đồng bằng sông Hồng như Thanh Hóa, Thái Bình,...
Ngày 16 tháng 8 năm 1945, một đơn vị Giải phóng quân của Việt Minh do Võ Nguyên Giáp chỉ huy từ Tân Trào (Tuyên Quang) kéo về bao vây, tấn công quân Nhật ở thị xã Thái Nguyên.

Sáng ngày 19 tháng 8, hàng chục vạn người dân ở Hà Nội và các tỉnh lân cận theo các ngả đường kéo về quảng trường Nhà hát Lớn Hà Nội. Khoảng 10 giờ rưỡi, cuộc mít tinh lớn chưa từng có của quần chúng cách mạng được sự bảo vệ của Thanh niên tự vệ, của tổ chức Việt Minh Hoàng Diệu Hà Nội đã diễn ra. Đại diện Việt Minh tuyên bố: Tổng khởi nghĩa! Chỉ đạo khởi nghĩa ở Hà Nội có Nguyễn Khang, Trần Tử Bình, Nguyễn Quyết.

Kết quả của cuộc cách mạng là ngày 2 tháng 9 năm 1945, Hồ Chí Minh đọc bản Tuyên ngôn Độc lập Việt Nam, khai sinh ra nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa, đồng thời cũng chấm dứt chế độ quân chủ chuyên chế tồn tại suốt 2.000 năm trong lịch sử Việt Nam. Sau đó, Việt Nam Dân chủ Cộng hòa tổ chức Tổng tuyển cử năm 1946 trên phạm vi cả nước.