3月9日，莫斯科还在冬天，飘着零星雪片。周恩来八点钟先到工会大厦护灵，中国代表团其他人在九点钟到红场参加葬仪。在纪实录像上可以看到，周恩来走在送葬队伍的前列，与贝利亚、马林科夫和赫鲁晓夫并排。1953年3月7日早上，周恩来率吊唁团离开北京，随团有李富春、郭沫若、张闻天、罗瑞卿等。中午飞机经停乌兰巴托，蒙古总理泽登巴尔等高级官员登机一同前往莫斯科。经过几次转机，两国代表团于3月8日下午抵达莫斯科，米高扬接机。当天晚八点，中国代表团到工会大厦瞻仰遗体，敬礼完毕后被引导到休息室休息，然后开始轮流守灵。郭沫若在1953年1月曾与宋庆龄共同受到斯大林接见，告别时与斯大林握了手。他在回忆文章中写道：“穿着大元帅服的斯大林的遗体静静地仰卧着，闭着眼睛。遗容是那么的肃穆、和蔼，仿佛还在呼吸。平放在腿上的两手，也仿佛还有脉搏在皮下跳动??我是最后握了他的温暖的手的一个中国人，但仅仅相隔五十来天，依然还在我手上的斯大林的温暖谁能相信不依然还在斯大林的手上呢？”

北京天安门广场也举行了隆重的追思大会，60万北京市民参加。天安门城楼上原本悬挂毛泽东照片的位置，挂上了斯大林巨幅遗像，毛泽东向遗像献花圈，朱德致悼词。全国县以上行政地区设灵堂挂遗像，同期举行追悼会。

葬礼当天，莫斯科全城人涌向工会大厦，局面失控，很多人被踩死，也有的被挤晕，得不到救治最终死去，因为救护车在国丧期间停止了工作。俄罗斯历史学家爱德华·拉津斯基写道：“不流血，斯大林是不会走的。于是那些被挤死、被踩死的人们加入了数百万被他害死的人的行列。”哭声惊天动地，通过无线电传播向天空，几千名来自斯大林故乡格鲁吉亚的专业哭灵女人，身穿丧服走在追悼队伍后面嚎啕。

将近十二点钟，斯大林的水晶棺抬进列宁墓，和列宁的遗体并列，用保鲜技术存放了八年。在赫鲁晓夫安排下，1961年10月31日深夜，斯大林的遗体从这里被请出来，葬于克里姆林宫围墙下的苏联领导人墓地。大理石墓碑上只写着：约瑟夫·维萨里奥诺维奇·斯大林，1879-1953。