六四前夕，中共中央軍委下令鎮壓在天安門的學生。當時北京軍區第38集團軍軍長徐勤先（少將）陣前抗命，導致高層決定派大軍進駐北京，以防萬一。因檔案陸續曝光，加上一些當事人的良心告白，使得這段被外界傳聞最多的歷史內情逐漸明朗。
據《紐約時報》中文網報導，當時軍方指令是「口頭傳達」，關於何時開槍、如何開槍並沒有明確指示，也很有可能未能傳達到所有部隊。「朝天鳴槍，還是對人群開槍，沒有說清楚。」情況非常混亂，軍隊不少人半信半疑，有人甚至擔心大軍進城是要對付抗命的第38集團軍。
據採訪過徐勤先本人的歷史學者楊繼繩轉述，徐接獲命令時表示，學生的抗議活動屬於政治問題，應該通過談判解決，不應動用武力。他還說，「寧殺頭，不做歷史罪人。」38集團軍隸屬於北京軍區，在韓戰重挫美軍而有「萬歲軍」之稱，駐紮在北京以南約150公里處，擔負保衛首都重任。
文獻顯示，六四前夕，解放軍並未內鬥。不過，徐勤先對採取致命武力所表達的反對立場，激起領導層的憂慮，怕軍隊可能會陷入政治分裂。徐的表態也促使黨內元老調集規模龐大的部隊進入北京。
像徐勤先那樣直接違抗軍令的事件極為罕見。楊繼繩表示，徐勤先並非異見人士，他當年為參加朝鮮戰爭（韓戰）而寫下血書，不到年齡而志願參軍。六四之前，他曾赴京治療腎結石，親眼目睹學生的抗議活動。軍隊的任務是抵禦外敵入侵，他擔憂以軍隊鎮壓帶來的惡果。
他還警告，派全副武裝的軍人上街，可能造成子彈不長眼的流血，玷污解放軍的聲譽。「和老百姓發生衝突，好人壞人又分不清，出了事誰負責？」楊繼繩表示，徐勤先最終同意向手下的官兵傳達命令，但他本人不會帶領武裝部隊進入北京。隨即徐勤先遭到逮捕，被開除黨籍，還在監獄服刑4年。
據1位採訪過徐勤先的研究人員透露，徐勤先身體虛弱，住在河北省1家軍隊領導專用的幹部休養所裡。這名研究人員要求匿名。徐勤先拒絕就這篇文章接受採訪。
徐勤先並不是軍隊高層中唯一的異議者。張剛表示，解放軍上校王東是1位受人尊敬的老司令員的助手，他組織反對戒嚴的軍隊高層進行請願。王東如今已經去世，張剛和其他人認為現在是時候公布他組織請願的細節了。
據美國普林斯頓大學文獻檔案顯示，徐勤先的抗命舉動在士兵中產生謠言，稱38軍的軍官集體辭職，該軍拒絕入京。為破除謠言，38軍的軍官被召集在一起，譴責他們的前任軍長（徐勤先），並宣誓堅決服從命令，實行戒嚴。1份文獻這樣寫著，「情況多變，很混亂。我們對鬥爭的殘酷性估計不足。敵友難分，攻擊目標也不明確。」
李曉明表示，「我個人沒有做錯事，但我覺得作為其中一個成員，作為一個參與者，這是中國軍隊的一種恥辱。」他當時25歲，是第39軍的1名雷達兵。他在澳大利亞接受採訪時表示，「我們的部隊受到的教導是，我們不準朝學生開第一槍，如果我們朝老百姓開了第一槍，我們就得對歷史負責。」即使接受1周培訓，解放軍將領依然擔心軍隊奪取天安門廣場的決心有多大。
1位與軍隊有聯繫的前黨內研究人員在接受採訪時確認，存在1份由7名軍官聯署的請願書，呼籲領導層退兵。這名前研究人員名為張剛，當時曾試圖協調抗議者與政府達成妥協。他表示，請願書中寫道，「人民軍隊是屬於人民的軍隊，不能同人民對立，更不能殺死人民。」
張剛說，軍中對戒嚴令的疑慮的擴散讓鄧小平等人非常擔心，以至於他們切斷很多所謂的「紅機子」（紅色電話）。高層官員本可以通過這種電話互相聯繫。但王東試圖利用自己的高層關係，組織軍隊內部人士表達不同意見。1989年5月，複印的請願書傳遍北京，但其來源和真實性並不清晰，因此削弱它的影響力。
據報導，就在請願書傳至北京各處之時，共有18萬至25萬名士兵從全國各地趕來實施戒嚴。雖然北京普通民眾進行反抗的舉動已經得到充分證實，但相關文件及採訪內容說明，荷槍實彈的士兵進入北京時，居民沒有感到害怕，而是奮起反抗，由此在部隊內部引發了沮喪、失望的情緒及謠言，這些都讓士兵們有所動搖。
當時，來自河南農村的士兵陳光只有17歲。他的部隊被學生圍了起來，在此之前，就是5月20日，他所屬部隊的1萬名士兵被攔在長安街上。他回憶稱，在3天的時間裡，疲憊不堪、孤立無援的士兵在炙烈的太陽下緊握槍支，居民和學生給他們送來食物，並帶他們上廁所，還無時不刻地向他們灌輸軍人的正義事業，「就連上廁所都不會停，」陳光接受採訪時說。「一個人講累了講啞了，另一個上來繼續跟你講。」
報導稱，6月3日，保持克制的訊息被放棄了。一些當年的士兵表示，軍隊當天接到命令，要求「不惜一切代價」在第二天清早奪回天安門廣場。根據1份記錄，有1個營的黨員在出發前的儀式上宣稱，「誓死到達天安門。」有些部隊的軍人用寫血書立誓的方式表決心。然而，根據現場士兵的描述和軍方的文件，這種虛張聲勢還夾雜恐懼和困惑，而後兩種情緒因抗命部隊可能會調轉槍頭的流言而被強化。
駐紮在山西省的第63集團軍的一份記錄顯示，「當時部分官兵思想上出現一些波動。」63軍是被調集實施鎮壓的主要力量之一。「有的感到事態嚴重，心裡有些恐慌。有的感到兩次都沒法進去，對這次開進有些畏難。」李曉明回憶說，當39軍116師離開北京東部遠郊的臨時駐地時，他最大的恐懼是，他們部隊可能要打38軍，因為後者的忠誠度因徐勤先的抗命而有軍隊背叛的傳言。
李曉明說，他所在的116師的師長許峰沒有理會向天安門廣場進發的命令，他因而無需決定是否開槍。在得知軍隊展開血腥鎮壓後，許峰在衝突較為緩和的東郊按兵不動，還假裝軍中的無線電通訊出了故障。李曉明仍能回憶電台裡瘋狂的呼叫，「116師、116師，你們在哪兒？」
文獻顯示，在發生大規模屠殺的區域，軍隊在每次行動的關頭都頗為迷惘。根據參加當時抗議活動的學者吳仁華的說法，領導層大約是在當晚9：30分到10點之間批准使用實彈。吳仁華撰寫2本關於軍方鎮壓行動的中文書籍，目前人在洛杉磯。他說，指令是口頭傳達的，關於何時開槍、如何開槍並沒有給出指示，而且，很有可能未能傳達到所有部隊。他在電話採訪中說，「朝天鳴槍，還是對人群開槍，沒有說清楚。」
據與38軍同行的王永利（音譯）描述，一些民眾向軍隊扔磚頭和瓶子，然後用鐵棍襲擊軍車。他表示，戰士們又緊張又生氣，一開始向天開槍，不過，到了某個時刻，他們的步槍瞄準了人群。「也沒說打，（當官的）就說『狠狠教訓下這些人，』那戰士手就發狠了，」他說。「啪，一扣那個扳機，轟轟轟轟轟，跟下雨似的，嘩地就朝天上打去了。」
真實的死亡人數可能永遠不得而知。但據估計，被槍殺或遭坦克碾死的平民至少數百人，多則有逾千人。官方說法是300人喪生，多數是士兵。
隔天黎明，當時是新華社記者的歷史學者楊繼繩設法趕到木樨地。這一帶位於天安門廣場以西，軍隊的攻擊行動在此遭到激烈抵抗。他看到廢棄的單車凌亂堆在地上，還有燒焦的車輛和一灘灘乾涸的血跡。他回憶道，「到處都是槍眼。」不過他說，最讓人不寒而慄的場景，也許是一面牆上塗抹的厚厚的血紅大字，寫的是「人血！人血！」
