参加会议的有三机部（国防工业部）系统的部、局（司）、厂（科研机构和高等院校）三级领导干部（"三级干部会议"的名称即由此而来），以及一机、冶金、化工等部主管军工生产的部、局级干部和部分厂长、党委书记；同时还邀请了国家计委、经委、建委、各中央局、各省、市（自治区）和国防科委、军委各总部、各军兵种、各大军区以及国防部五院等单位主管军工的有关负责干部与会，共786人。会议共分航空、兵器、造船、无线电、装甲车辆、高等院校、化工、民用机械等8个大组。正式会议开始后，全体大会和各大组会交叉进行。贺龙、聂荣臻、罗瑞卿、陈赓、刘亚楼等在会上作了报告，讲了话。在预备会议、全体大会和大组会上发言和书面发言的共190多人。
11月30日开始的预备会议，有各方面的领导人和代表共82人参加。12月8日全体大会开始后，预备会继续进行，到12月14日告一段落。会议主要是在小范围内交代召开这次三级干部会议的总精神，贺龙在预备会议开始时宣布：经中共中央和中央军委同意召开这次会议，整顿国防工业领导思想和作风，以整顿产品质量为中心，传达贯彻中央军委扩大会议、全国工业书记会议和全国计划会议精神，讨论安排1961年工作。接着他指出了国防工业存在的严重问题和会议的开法。贺龙在讲话中把"大跃进"中重产量、轻质量造成严重恶果的责任主要归之于一机部和各局的领导人（赵尔陆、张连奎和王西萍），成为整个会议的基调。
预备会议期间，由于陈赓大将的发言，"点火"批判赵尔陆 ，使会议批判的气氛骤然升温。他的发言主要内容有以下几方面：一是说赵尔陆对中央、军委的方针，不是在一个、两个问题上，而是一系列问题上，有抵触、有抗拒，是"无法无天"。二是说赵尔陆等50年代领导组织国防工业由苏联帮助设计建设工厂、按苏联图纸资料仿制产品、请苏联专家指导解决技术问题，是"买办思想"、"简直是倒在人家怀里生长"、"搞的是一条殖民地发展工业的道路"、"是仰人鼻息，随人俯仰的道路"。三是说东风113研制不出来是由于赵尔陆"垄断独霸"，故意刁难。四是批判赵尔陆"保守右倾，任用坏人"（此处所谓坏人是指在这次三级干部会议上同时遭到错误批判的有关领导干部）。还没有根据地追查赵尔陆与彭德怀、黄克诚的所谓"关系"。
