Como das outras vezes, os videntes notaram o reflexo de uma luz e, em seguida, Nossa Senhora sobre a carrasqueira:
Lúcia: “Que é que Vossemecê me quer?”
Nossa Senhora: “Quero dizer-te que façam aqui uma capela em minha honra, que sou a Senhora do Rosário, que continuem sempre a rezar o terço todos os dias. A guerra vai acabar e os militares voltarão em breve para suas casas”.
Lúcia: “Eu tinha muitas coisas para Lhe pedir. Se curava uns doentes e se convertia uns pecadores…”
Nossa Senhora: “Uns sim, outros não. É preciso que se emendem, que peçam perdão dos seus pecados”. E tomando um aspecto triste: “Não ofendam mais a Deus Nosso Senhor que já está muito ofendido”
Em seguida, abrindo as mãos, Nossa Senhora fê-las refletir no sol, e enquanto Se elevava, continuava o reflexo da sua própria luz a projectar-se no sol.
Lúcia, nesse momento, exclamou: “Olhem para o sol!”
Desaparecida Nossa Senhora na imensa distância do firmamento, desenrolaram-se, aos olhos dos videntes, três quadros, sucessivamente, simbolizando primeiro os mistérios gozosos do Rosário, depois os dolorosos e por fim os gloriosos (apenas Lúcia viu os três quadros; Francisco e Jacinta viram apenas o primeiro):
Apareceram, ao lado do sol, São José com o Menino Jesus, e Nossa Senhora do Rosário. Era a Sagrada Família. A Virgem estava vestida de branco, com um manto azul. São José também se vestia de branco e o Menino Jesus de vermelho claro. São José abençoou a multidão, traçando três vezes o sinal da Cruz. O Menino Jesus fez o mesmo.
Seguiu-se a visão de Nossa Senhora das Dores e de Nosso Senhor acabrunhado de dor no caminho do Calvário. Nosso Senhor traçou um sinal da Cruz para abençoar o povo. Nossa Senhora não tinha a espada no peito. Lúcia via apenas a parte superior do Corpo de Nosso Senhor.
Finalmente apareceu, numa visão gloriosa, Nossa Senhora do Carmo, coroada Rainha do Céu e da Terra, com o Menino Jesus ao colo.
Enquanto estas cenas se desenrolavam aos olhos dos videntes, a grande multidão de 50 a 70 mil espectadores assistia ao milagre do sol.
Chovera durante toda a aparição. Ao encerrar-se o colóquio de Lúcia com Nossa Senhora, no momento em que a Santíssima Virgem Se elevava e que Lúcia gritava “Olhem para o sol!”, as nuvens entreabriram-se, deixando ver o sol como um imenso disco de prata. Brilhava com intensidade jamais vista, mas não cegava. Isto durou apenas um instante. A imensa bola começou a “bailar”. Qual gigantesca roda de fogo, o sol girava rapidamente. Parou por certo tempo, para recomeçar, em seguida, a girar sobre si mesmo, vertiginosamente. Depois os seus bordos tornaram-se escarlates e deslizou no céu, como um redemoinho, espargindo chamas vermelhas de fogo. Essa luz reflectia-se no solo, nas árvores, nos arbustos, nas próprias faces das pessoas e nas roupas, tomando tonalidades brilhantes e de diferentes cores. Animado três vezes de um movimento louco, o globo de fogo pareceu tremer, sacudir-se e precipitar-se em zig-zag sobre a multidão aterrorizada.
Durou tudo uns dez minutos. Finalmente, o sol voltou em zig-zag para o ponto donde se tinha precipitado, ficando novamente tranquilo e brilhante, com o mesmo fulgor de todos os dias.
O ciclo das aparições tinha terminado.
Muitas pessoas notaram que as suas roupas, ensopadas pela chuva, tinham secado subitamente.
O milagre do sol foi observado também por numerosas testemunhas situadas fora do local das aparições, até 40 quilómetros de distância.