El esquema sobre las fuentes de la revelación fue muy criticado, por lo que se exigió una reelaboración del texto. Lo mismo ocurrió con el esquema sobre la Iglesia; no satisfizo a gran parte de los Padres. Otros esquemas presentados como el de los medios de comunicación social y sobre la unión con los orientales fueron rechazados.

Esta primera sesión sirvió para comprobar la diversidad de pareceres entre los Padres conciliares que, asesorados por teólogos expertos (periti), contribuyeron a perfeccionar los textos previamente presentados.

La segunda sesión (29 septiembre-4 diciembre de 1963), tras la muerte de Juan XXIII, fue presidida por Pablo VI que desde su elección había decidido continuar el Concilio. Se introdujo una novedad importante y fue la creación del Colegio de Moderadores, integrado por cuatro cardenales que debían dirigir los debates; el anterior Consejo de Presidencia se limitó a asegurar el orden y la disciplina.

Durante el mes de octubre se discutió el nuevo esquema "Sobre la Iglesia"; fueron muy controvertidos los temas sobre la colegialidad episcopal y sobre la restauración del diaconado permanente. Una votación orientadora fue favorable al nuevo esquema. También se discutió ampliamente sobre los textos referentes al Ecumenismo, a las relaciones con los judíos y a la libertad religiosa.

El 4 de diciembre aprobó el Concilio la constitución "Sobre la liturgia" (Sacrosanctum Concilium) y el decreto sobre "Medios de comunicación social". La constitución "Sobre la liturgia" fue acogida con gran entusiasmo por la novedad de la introducción de las lenguas vernáculas en las diversas celebraciones, por las reformas adoptadas y por las facultades concedidas a las conferencias episcopales y a los propios obispos para una mejor regulación de las acciones litúrgicas. El decreto sobre los "medios de comunicación social" subraya la importancia de la objetividad y la necesidad de la creación de una prensa genuinamente católica.

La tercera sesión (14 septiembre-21 noviembre de 1964) empezó con una misa concelebrada, presidida por el papa junto con 24 Padres conciliares; de esta manera comenzó a aplicarse la reforma litúrgica aprobada anteriormente. En esta sesión se avanzó mucho sobre lo elaborado en sesiones anteriores; se estudiaron proyectos nuevos, como la libertad religiosa, sobre los judíos, sobre las religiones no cristianas, sobre el apostolado de los laicos, sobre sacerdotes y religiosos, sobre seminarios, sobre la educación cristiana y sobre el matrimonio.

Lo más sobresaliente fue la promulgación de la constitución dogmática sobre la Iglesia, la "Lumen Gentium", en la que se define el misterio de la Iglesia como el Pueblo de Dios, estructurado jerárquicamente, subrayando la importancia del episcopado y de su colegialidad, de la actividad de presbíteros y diáconos, de la restauración del diaconado permanente. Se resalta la importancia del laicado y de los religiosos y sobre todo de la vocación universal a la santidad de todos los creyentes. Termina la "Lumen Gentium" recordando que la Iglesia terrena peregrina hacia la Iglesia celestial y como modelo la figura de la Virgen María, madre de Cristo y de la Iglesia.

También se promulgaron otros dos decretos: el de Ecumenismo y el de las Iglesias Orientales. Ambos decretos de gran actualidad e importancia. Era como el final de una larga época de desencuentros, como un caminar juntos todas las iglesias hermanas. No hay que acusar a nadie ni de cismas ni de herejías. Hay que considerar lo que tienen en común las diversas confesiones: Cristo y el Evangelio. Hay que partir de lo que nos une y no de lo que nos separa.