北洋政府随即出动军警镇压，逮捕32名学生。5月5日，北京各校宣布罢课，通电全国抗议逮捕学生；6日，北京中等以上学校学生联合会成立，统一领导运动。天津、上海、武汉、长沙等城市的学生纷纷响应，游行、演讲、抵制日货的浪潮迅速蔓延。
面对全国压力，北洋政府于5月7日释放被捕学生，但拒绝罢免曹汝霖、章宗祥、陆宗舆（曾任驻日公使，亲日派）三人职务，也未承诺拒绝在巴黎和约上签字。5月19日，北京学生再次宣布总罢课，并组织“救国十人团”上街演讲，向民众宣传反帝爱国思想。军警再次大规模逮捕学生，至6月初已拘捕近千人，北大法科校舍被改为临时监狱。
北洋政府的高压政策激起了更广泛的反抗。6月3日，上海率先响应：学生罢课、商人罢市（先从南市开始，后蔓延至全城），更重要的是，上海工人阶级首次大规模参与政治运动——日资纱厂工人、电车司机、码头工人等相继罢工，人数达六七万。罢工声明写道：“我辈工界，誓不与曹、章、陆诸贼共立于天地间！”
上海“三罢”的成功，迅速引发连锁反应。唐山、长辛店的铁路工人，天津、汉口的码头工人，南京的丝织工人等纷纷罢工，形成了“学生罢课、商人罢市、工人罢工”的全国性运动。运动中心也从北京转移到上海，参与者从知识分子扩展到市民、工人，成为真正意义上的全民反帝爱国运动。
这场运动中，各地涌现出无数感人场景：天津学生郭隆真、刘清扬等组织“天津女界爱国同志会”，冲破封建礼教束缚走上街头演讲；长沙学生毛泽东主编《湘江评论》，写下《民众的大联合》，呼吁“天下者，我们的天下；国家者，我们的国家”；武汉学生在街头演讲时，一位人力车夫捐出一天收入，说“我虽不识字，却知国家要亡了”；上海罢市期间，商人在店铺门前贴出“国家将亡，无心营业”“不除国贼，誓不开市”的标语，甚至有人销毁店内日货以示决心。