7月31日至8月1日，中共中央召开政治局常委会议，由毛泽东主持，会议每次开六七个小时，主题是揭发和批判彭德怀。毛泽东还让通知未上山开会的林彪到庐山开会，并提出如果陈云身体情况可以的话，也请上山来开会。但陈云身体实在不好，后来也没有出席。平时怕风、怕光、怕水的林彪，此时却像援兵一样于7月29日上山，成了“批彭”的急先锋。
这两天的会议，警卫战士尽管没有机会在现场，但看到与会者这几天中午都没休息。陈长江注意到：第一天会议从上午10时50分一直开到下午5时，第二天常委会从上午10时开到下午5时，中餐是用工作人员送来的包子充饥，随后接着开。
8月2日，庐山会议由中央政治局扩大会议变为中共八届八中全会，出席会议的有中央委员和中央候补委员147人，中央有关部门和省、市、自治区党委其他负责人15人列席了会议。会议进一步开展对所谓“彭德怀、黄克诚、张闻天、周小舟反党集团”的斗争，并把这场斗争说成是“一场阶级斗争”，是“资产阶级与无产阶级两大对抗阶级生死斗争的继续”。
8月16日，彭德怀、黄克诚、张闻天、周小舟作全面检查，彭德怀“承认”自己是“老野心家、阴谋家、伪君子，也是魏延式、纳吉式的人物”。会议通过《为保卫党的总路线、反对右倾机会主义而斗争》的决议、《关于以彭德怀同志为首的反党集团的错误的决议》以及《关于开展增产节约运动的决议》。
在投票表决《关于以彭德怀同志为首的反党集团的错误的决议》时，朱德弯曲着胳膊，手举到别人一半高的位置，似乎表明自己是在极不情愿的情况下举的手，这动作没有逃过洞察秋毫的毛泽东的眼睛。散会后，毛泽东在散步时遇到朱德，说：“你啊，老总，举手举了半票。”朱德答道：“反正我举了手，至于手是怎么举的，我就不知道了。”
会议开完了，九江机场上已经准备好的专机以每十五分钟一个航班的间隔将多数与会者送往北京。尽管毛泽东在全会闭幕时的讲话中说过“不要怕沾什么俱乐部的边”，但人们还是尽可能避免与彭德怀接触。彭德怀乘坐的飞机仅稀稀落落地坐着几个人，除彭德怀和夫人浦安修及身边秘书、参谋外，只有张爱萍上将一人。据悉，中途因暴风雨而临时改降济南机场，中午就餐时，整个食堂桌桌满座，唯独彭德怀孤零零地一人一桌吃饭。
人走后，庐山一时恢复了平静。但是，还没有离开的毛泽东心情并不平静。江西省委领导请毛泽东等吃饭，上了毛泽东爱吃的兴国米粉肉、萍乡辣椒、九江胖头鱼煮豆腐等，并端上了赣南产的冬酒。庐山会议闭幕后第四天，毛泽东才离开庐山。毛泽东自九江到南昌的列车是将普通列车中的四节车厢重新布置一下——把所有的座位卸下来，搬上一张床、几张桌子和椅子，车厢两头分别放着一口盛满冰块的大缸来降温。
