十六日下午二時才開始的反核集會，上午便有大批舉著抗議布條、文宣的示威人士集結，在發起人演說以及小型演唱會之後，反核人士便往原宿、澀谷、新宿，分三路進行示威遊行。這天是日本國定假日三連休的最後一天，遊行行列中不乏攜家帶眷者，因此參加人數遠超過主辦單位預估的六萬人。
大江在致詞時指出，「超過十幾萬人的我們難道只能在侮辱中活下去嗎？難道只能因下一次核電廠大爆炸而在侮辱中死去嗎？這種事是絕對不容允許的。」（土反）本則說，「只不過是為了用電，為何必須冒生命危險呢？」這些話都引起相當大共鳴。
警視廳為了預防交通混亂，出動大批警力維持秩序，還實施交通管制。這天氣溫高達卅五度，為了因應遊行民眾中暑，東京消防廳還出動車輛在集會場地及遊行路線附近巡邏。
除了名人發起反核示威之外，日本各地最近也有不少年輕人透過臉書、推特等號召民眾上街反核。特別受矚目的是，每周五傍晚固定在首相官邸周邊舉行的反核示威，由於參加人數一次比一次多，反核人士不停朝官邸高喊「反對重啟核電廠」，使警方神經緊繃。