تظاهرات دانشجویان در روز بعد هم ادامه پیدا کرد و به خارج از دانشگاه کشیده شد، مأموران شاه با دانشجویان درگیر شده و جمعی را دستگیر و گروهی را زندانی کردند. زمزمه‌هایی که از گوشه و کنار شنیده می‌شد دانشجویان را بیشتر به ایستادگی و مقاومت علیه دیکتاتوری شاه و استکبار مصصم می‌کرد. یکی از دربانان دانشگاه شنیده بود که تلفنی به یکی از افسران گارد دانشگاه دستور میرسد که باید دانشجویی را شقه کرد و مقابل سردر دانشگاه تهران آویخت که عبرت همه شود.
روز ۱۶ آذر در دانشگاه تهران متفاوت از روز‌های قبل آغاز شد. اساتید و دانشجویان با ورود به دانشگاه متوجه استقرار تجهیزات گارد شاهنشاهی و آرایش سربازان و اوضاع غیرعادی دانشگاه شدند.
دانشجویان راه بهانه را به طرف مقابل بستند و با احتیاط به کلاس‌های درس خود رفتند. سربازان نیز با راهنمایی برخی مسئولان ارشد خود به راه افتادند و جمعی از دانشجویان را که در جمع آن‌ها چند استاد هم دیده می‌شد، دستگیر کردند. سربازان آن‌ها را پس از مضروب شدن به داخل کامیون‌های مستقر شده بردند. رئیس وقت دانشگاه تهران برای حفظ جان دانشجویان، دانشگاه را تعطیل اعلام کرد.
در حالی که برخی دانشجویان در حال ترک محوطه اصلی دانشگاه بودند، جمعی از سربازان به بهانه بازداشت دو دانشجوی رشته ساختمان که به حضور نظامیان در دانشگاه اعتراض و آن‌ها را تمسخر کرده بودند، وارد دانشکده فنی شدند.
نیرو‌های گارد وارد کلاس درس استاد شمس از اساتید نقشه‌کشی دانشکده فنی میشوند تا دانشجویان معترض را دستگیر کنند. وقتی مهندس شمس نسبت به حضور نظامیان در کلاس درس خود اعتراض میکند او را با مسلسل تهدید می‌کنند و با شکنجه مستخدم دانشکده سعی می‌کنند که آن دو دانشجو را پیدا کنند. پس از خروج سربازان از کلاس دانشجویان که قصد ترک کلاس را داشتند به صحن دانشکده رفتند.
حضور نظامیان در صحن دانشکده فنی به درگیری میان دانشجویان و نظامیان منجر شد. عده‌ای از سربازان، دانشکده فنی را محاصره کرده بودند تا کسی از دانشکده خارج نشود در این میان دسته‌ای از سربازان با سرنیزه از در اصلی وارد دانشکده شدند.
وقتی دانشجویان قصد خروج از در‌های جنوبی و غربی دانشکده را داشتند، یکی از دانشجویان بغض مانده در گلویش را با فریاد "دست نظامیان از دانشگاه کوتاه» باز کرد. هنوز صدای او خاموش نشده بود که رگبار گلوله باریدن گرفت، برخی دانشجویان با شکستن شیشه‌های آزمایشگاه به این محل پناه بردند و برخی به کلاس‌ها و دستشویی‌های دانشکده فرار کردند، برخی که فرصت فرار نداشتند هدف گلوله سربازان قرار گرفتند و مانند برگ خزان در صحن دانشکده و پله‌های آن به زمین افتادند.
به گفته شاهدان عینی "مصطفی بزرگ‌نیا" از دانشجویان سال اول دانشکده فنی همان ابتدا با اصابت سه گلوله شهید شد و "آذر شریعت رضوی" که او هم دانشجوی سال اول دانشکده بود به سختی مجروح شد و در حالی که بدن مجروح خود را بر زمین می‌کشاند و ناله می‌کرد دوباره هدف گلوله قرار گرفت و او نیز به شهادت رسید. "احمد قندچی" دانشجوی دیگری بود که هدف گلوله قرار گرفت و مجروح شد.
هنگام تیراندازی برخی از رادیاتور‌ها در اثر اصابت گلوله سوراخ شد و آب گرم آن با خون شهدا و مجروحین در هم آمیخت و محوطه مرکزی دانشکده فنی را دربرگرفت.
شهید چمران در بخشی از روایت خود از ۱۶ آذر سال ۱۳۳۲ دانشگاه تهران می‌گوید:
"من نیز همراه عده‌ای از دانشجویان وارد آزمایشگاه شدم. خون مجروحین آنقدر زیاد بود که پایین پله‌ها گلگون شده بود. بین دوستان ما، شیشه پای یکی را شکافت. دیگری پایش هدف گلوله قرار گرفته و سوراخ شده بود. گلوله از یک طرف پا وارد شده و از طرف دیگر خارج شده بود. دانشجویان و مستخدمین آزمایشگاه مشغول بستن زخم‌های دانشجویان مجروح بودند. از حدود سی نفر که به آزمایشگاه مقاومت مصالح پناه بردند، به استثنای دو یا سه نفری همه مجروح شده بودند.
دانشکده کاملا محاصره شده بود و کسی نمی‌توانست خارج شود. هنگام تیراندازی در داخل دانشکده، سربازان خارج دانشکده نیز شروع به تیراندازی کردند و مقداری از سنگ‌ها و شیشه‌های جلو دانشکده فنی را شکستند. پس از ختم گلوله باران، دقیقه‌ای سکوت دانشکده را فرا گرفت. ناگهان در میان سکوت آه بلندی به گوش رسید که مانند دشنه در قلب ما فرو رفت و از چشم بیشتر دانشجویان اشک جاری شد. ناله‌های بلند و سوزناک به ما فهماند که عده‌ای مجروح شده‌اند و در همان جا افتاده اند. اولیای دانشکده مستخدمین و چند نفری از دانشکده پزشکی می‌خواستند مجروحین را به پزشکی برده معالجه کنند. ولی سربازان با تهدید به مرگ مانع از این کار شدند. بدن مجروحین در حدود دو ساعت در وسط دانشکده افتاده بود و خون جاری بود تا بالاخره جان سپردند. "