于1963年12月16日至25日在市人民委员会大礼堂举行。出席会议的正式代表590人，候补代表59人，列席代表364人，代表着全市约32万共产党员。

    会议的中心议题是：贯彻执行总路线、深入开展阶级斗争、生产斗争和科学实验三项革命运动，发扬人民群众的革命精神，把上海建设成为我国先进的工业的科学技术基地。会上，市委书记陈丕显作《深入开展三大革命运动，为把上海建设成为我国一个先进的工业和科学技术基地而斗争》的工作报告。报告总结了坚持"充分利用、合理发展"上海工业的方针，发挥上海工业基地的作用；提出了依靠上海科学技术力量向"高、精、尖"发展的方针。市委第一书记柯庆施作《为促使干部、党员和各项工作革命化而奋斗》的政治报告。要求全市党员干部积极投入阶级斗争、生产斗争、科学实验三大革命运动中去，继续发扬自力更生、奋发图强的革命精神和艰苦奋斗、勤俭建国的光荣传统。大会通过了《中共上海市第三届代表大会决议》。

    大会选出了中共上海市第三届委员会委员45人，候补委员21人。选举产生了柯庆施为第三届市委书记处第一书记，陈丕显、曹荻秋、马天水为书记，石西民、刘述周为书记，王一平、张春桥为候补书记。大会闭幕后，经第三届市委第一次全体会议选出委常委员16人组成市委常务委员会。