در روز ۲۰آذر ۵۷ مقارن با عاشورا، به دعوت پدر طالقانی، یک راهپیمایی میلیونی در تهران برگزار شد. هدف از این راهپیمایی آن بود که در یک حرکت فراگیر، بیشترین تعداد از مردم ایران در تظاهرات علیه شاه شرکت کنند و قیام یک گام کیفی به جلو پرتاب شود.
در راهپیمایی یک روز قبل(تاسوعا) از آنجا که مهار اوضاع به دست مرتجعانی مانند آخوند بهشتی بود که در پشت پرده مشغول بند و بست با رژیم شاه بودند، شعار مرگ بر شاه داده نشد. پس از پایان راهپیمایی تاسوعا دستگاه تبلیغاتی رژیم شاه غوغا به‌راه انداخت و مدعی شد که این تظاهرات آزمونی بود که به مسیر مسالمت برگشته‌ایم اما راهپیمایی روز عاشورا ورق را چرخاند و به بزرگترین راهپیمایی انقلاب ضدسلطنتی معروف گردید. این راهپیمایی تاریخی از جلوی منزل پدر طالقانی و با دعوت او شکل گرفت و شعار «مرگ بر شاه» شعار محوری آن بود.
در پایان راهپیمایی یک قطعنامهٔ ۱۷ماده‌ای که توسط پدر طالقانی نوشته شده بود، در بین جمعیت خوانده شد. رژیم شاه جرأت سرکوب پیدا نکرد و از وحشت سقوط در قسمت‌های شمالی شهر، به‌خصوص در مسیرهای منتهی به کاخ شاه، تانک‌ها و زرهپوش‌ها را مستقر کرده بود تا از ورود جمعیت به آن نقاط جلوگیری نماید. راهپیمایی از نقاط مختلف تهران شروع شده و با عبور از میدان انقلاب به سمت میدان آزادی ادامه یافت. در میدان آزادی جمعیت به هم پیوست و گرداگرد میدان و محوطه اطراف آن را برگرفت.
در خاطرات ارتشبد شاهنشاهی حسین فردوست در رابطه با تظاهرات ۱۹ و ۲۰آذر چنین آمده است:
«..تظاهرات عظیم تاسوعا[۱۹آذر] و عاشورا[۲۰آذر] پیش آمد و محمدرضا و ازهاری با هلیکوپتر، تمام سطح شهر را بازدید کردند. محمدرضا خطاب به ازهاری گفت: «همه خیابانها مملو از جمعیت است، پس موافقین من کجا هستند؟»، ازهاری پاسخ داد: «در خانه‌هایشان!»، شاه با یاس ادامه داد: «پس فایده ماندن من در این مملکت چیست؟» و ازهاری پاسخ داد: «این بسته به‌نظر خودتان است...».
راهپیمایی تاسوعا و عاشورا به جز تهران در شهرهای مشهد، اصفهان، کاشان، یزد، اهواز، زنجان، چالوس، گرگان، آمل و... نیز برگزار شد. برخلاف تهران، راهپیمایی روز عاشورا در شهرها پرحادثه بود. در چند شهر، مجسمهٔ شاه پایین کشیده شد. در ظهر عاشورا در پادگان لویزان یک گروهبان و یک سرباز، افسران را به رگبار بستند و بیش از ۱۰نفر از آنان را کشتند. فرار و تمرد سربازان از پادگانهای نظامی از روزها پیش آغاز شده بود.
از نتایج و دستاوردهای راهپیمایی روز عاشورا این بود که به تحولات سرعت بخشید. در ۲۴آذر جرج بال، از اعضای شورای امنیت ملی و مشاور سیاسی کارتر، به ایران آمد و در گزارش خود به کاخ سفید نوشت: «سقوط شاه اجتناب‌ناپذیر است و ملت آمریکا باید به‌سرعت وسایل انتقال قدرت را فراهم کند».
جیمی کارتر پیش از او بلومنتال، وزیر خزانه‌داری و بوب بووی، نفر شمارهٔ ۳ سیا را با همین هدف به ایران فرستاده بود. سناتور رابرت بیرد، رهبر اکثریت سنای آمریکا، سومین فرستادهٔ کارتر بود که با سولیوان به دیدار شاه رفت. سولیوان در بارهٔ این دیدار نوشت: «ملاقات با شاه محیط یأس و افسردگی را که بر دربار حاکم بود به رابرت بیرد نشان داد. ارزیابی شاه از اوضاع ناامیدکننده و عکس‌العمل او در برابر ابراز حمایت آمریکا منفی و بی‌تفاوت بود... در تمام مدت ناهار شاه ساکت به سقف خیره شده بود... در این چند ماه گویی به اندازه چند سال پیر شده بود».
در روز ۳۰آذر صدها زندانی از زندان سنندج گریختند. دولت ازهاری در برابر فشار توده‌های مردم و گسترش موج تظاهرات نتوانست دوام بیاورد و سرانجام در ۸دی شاهپور بختیار نخست‌وزیر شاه شد. ازهاری از نخست‌وزیری استعفا کرد و متعاقب آن، شاه به چند خبرنگار گفت: «اگر موقعیت مناسب باشد برای استراحت به خارج از کشور خواهد رفت».
راهپیمایی عاشورای سال ۵۷ یک مرحله مهم در تاریخچهٔ انقلاب ضدسلطنتی است اما تا رسیدن به این نقطه، مردم ایران از مراحل کمی بسیاری گذشته و شهیدان زیادی تقدیم نمودند.