在4月26日凱道前的晚會上，主辦單位首次宣布將會在遊行行經台北火車站前的忠孝西路時，發動佔領行動、癱瘓火車站前的交通。4月27日下午3點遊行正式展開，而警方也事先以路障方式，只開放2個車道讓民眾進入，但在下午4點，指揮台下令群眾跨過路障，忠孝西路10個車道隨即被數萬名群眾佔領，警方在舉牌三次要求解散不成之後，決定暫時收隊。另一邊公投盟也從立院方向進入佔領忠孝、中山南路口，兩邊在警方撤守後連成一線。下午5點，廢核平台依原訂計畫，在忠孝西路進行核災模擬。而後，帳篷、睡袋等物資陸續進駐準備進行長期抗戰[3]。晚間10點半，台北市長郝龍斌召開記者會，強調在28日清晨前，「會用一切方式，讓台北市民的生活及交通恢復常態，任何可能的事情都會做」[4]。
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