说完，张国焘和几名同学连推带地拉将蔡元培拥回办公室，学生队伍这才向天安门行进。
下午1 时半，北京14 所大专院校4000 余人组成的游行队伍，从四面八方聚集到天安门广场，集会上，各校学生代表纷纷登台演讲，个个慷慨激昂，指点江山。集会之后，他们高擎“废除二十一条”、“誓死力争”、“拒绝合约签字”等标语自制的小旗，高呼“还我青岛”“外争国权，内惩国贼”等口号，举行了浩浩荡荡的示威游行。当游行队伍在通过东交民巷使馆区受阻后，愤怒的学生直奔赵家楼曹汝霖宅邸。由于曹汝霖提前逃避，学生们将正在曹宅的张宗祥一通暴打，然后火烧了赵家楼，在撤离时被随后赶到的军警逮捕30 多人。
为营救被捕学生，当晚，游行归来的学生又聚集在北大三院礼堂，决定成立“北京大学学生干事会”，张国焘被选为干事。接着，各校以北大为中心，成立了“北京中等以上学校学生联合会”，学生运动领导人张国焘、邓中夏、许德珩、段锡朋、易克嶷、黄日葵、康白情、陈宝谔等人当选学联各部门领导人，其中张国焘担任讲演部部长。