대학생들은 부정선거와 독재정권 규탄 모두 비판하며 시위에 참여했고, 고려대 학생들이 시위 후 귀가 도중 습격을 당하자 많은 서울의 대학생들이 시위에 나섰다. 대학은 선언문을 발표하고 시위는 전국적으로 퍼졌지만, 이승만 정권은 계엄령 선포 및 군 동원을 통해 시위를 억누르고자 하여 피의 화요일로 불릴 정도였다.
시위는 전국으로 확산되었다. 무엇보다 대학생들이 시위에 적극 참여하면서 1960년 4/19혁명의 불씨를 댕겼다. 이들은 시위 과정에서 부정선거뿐 만 아니라 독재정권 규탄에 대한 목소리를 높였다. 4월 18일에는 고려대 학생들이 3/15부정선거 무효, 김주열 사건 책임자 처벌, 학원자유 보장 등을 요구하며 국회 의사당 앞에서 시위를 벌였다. 그런데 고려대 학생들이 시위를 마치고 귀가하는 도중에 정치깡패로부터 50여 명이 습격을 당하는 사건이 발생한다.
이 사건으로 4월 19일에는 서울의 대학생들이 일제히 시위에 나서게 된다. 4월 19일 오전 각 대학은 선언문을 낭독하고 시위에 나섰다. 이에 시민들도 합세하였고 시위대는 금세 온 시내를 뒤덮었다. 이들은 독재정권 타도와 이승만 퇴진을 외치며 경찰과 대치하였다. 부산, 광주, 대구 등 지방에서도 학생들을 중심으로 시위가 전개되었다. 이에 대한 대응으로 이승만 정권은 계엄령을 선포하고 군대를 동원하여 시위를 진압하였다 이 과정에서 많은 희생자가 발생하였는데 서울 104명, 부산 19명, 광주 8명 등 전국에서 186명이 사망하였다. 이로써 4/19혁명은 역사 속에서 '피의 화요일'로 기록되기에 이른다.