13 października 1917 roku w Fatimie Matka Boża po raz szósty ukazała się trojgu portugalskim pastuszkom. Dzieciom towarzyszył ogromny tłum. Ludzie pobożni przyszli z nakazu sumienia, inni ze zwykłej ciekawości. Niektórzy znaleźli się tam z obowiązku służbowego. Trzy miesiące wcześniej Maryja zapowiedziała: W październiku powiem wam, kim jestem i czego chcę oraz dokonam cudu, który wszyscy zobaczą, aby uwierzyli. Wezwania Matki Bożej skierowane do ludzi oraz tajemnice, które otrzymały dzieci miały uzyskać potwierdzenie, które powinno przekonać każdego co do prawdziwości objawień.
13 października 1917 r. w pobliżu Hiacynty, Franciszka i Łucji zgromadził się kilkudziesięciotysięczny tłum. Niektórzy szacują liczbę świadków cudu słońca w Fatimie na ponad 100 tys. ludzi. Nic dziwnego, że wysłane przez władze prześladujące Kościół oddziały wojskowe nie powstrzymały napierającego tłumu, który starał się dostać jak najbliżej pastuszków.
W pewnym momencie dzieci jak przy poprzednich objawieniach dostrzegły błysk światła, po którym Matka Boża pojawiła się nad krzewem. Scenę rozmowy Maryi z dziećmi oraz sam cud słońca zwięźle opisał w swojej książce „Fatima – orędzie tragedii czy nadziei” Antonio A. Borelli:
ŁUCJA: Czego Pani sobie życzy ode mnie?
MATKA BOŻA: Chcę ci powiedzieć, aby wybudowano tu kaplicę na moją cześć. Jestem Matką Bożą Różańcową. Odmawiajcie w dalszym ciągu codziennie Różaniec. Wojna się skończy, a żołnierze wkrótce wrócą do swoich domów.
ŁUCJA: Miałam prosić Panią o wiele rzeczy, o uzdrowienie kilku chorych, nawrócenie niektórych grzeszników, etc.
MATKA BOŻA: Jednych uzdrowię, innych nie. Trzeba, aby się poprawili i prosili o przebaczenie swoich grzechów. I ze smutnym wyrazem twarzy dodała: Niech nie obrażają więcej Boga naszego Pana, który już i tak jest bardzo obrażany.
Następnie, rozchylając dłonie, Najświętsza Maryja Panna zaczęła odbijać się w słońcu, podczas gdy unosiła się, odbicie Jej światła cały czas padało na słońce.
Wtedy to Łucja wykrzyknęła: Spójrzcie na słońce!
Po tym jak Najświętsza Maryja Panna znikła w bezmiarze nieboskłonu, wizjonerzy byli świadkami trzech następujących scen: pierwsza z nich symbolizowała tajemnice radosne różańca, następna tajemnice bolesne, a ostatnia tajemnice chwalebne (tylko Łucja widziała te trzy sceny; Franciszek i Hiacynta widzieli tylko pierwszą z nich).
Obok słońca zobaczyli pojawiającego się świętego Józefa z Dzieciątkiem Jezus oraz Matkę Bożą Różańcową. Była to Święta Rodzina. Maryja była ubrana w białe szaty i w niebieski płaszcz. Święty Józef także był ubrany na biało, natomiast Dzieciątko Jezus miało okrycie w jasnoczerwonym kolorze. Święty Józef pobłogosławił tłum wykonując trzykrotnie znak krzyża. Dzieciątko Jezus uczyniło to samo. Następna była wizja Matki Boskiej Bolesnej i Chrystusa Pana obarczonego cierpieniem w drodze na Kalwarię. Jezus pobłogosławił lud czyniąc znak krzyża. Matka Boża nie miała w piersi miecza. Łucja widziała jedynie górną część ciała Pana Jezusa. Ostatnia była chwalebna wizja Matki Bożej Karmelitańskiej, ukoronowanej na Królową Nieba i Ziemi oraz trzymającej w swych ramionach Dzieciątko Jezus.
Podczas gdy obrazy te ukazywały się jeden po drugim oczom wizjonerów, wielki tłum złożony z kilkudziesięciu tysięcy osób był świadkiem cudu słońca. Podczas całego trwania objawienia padał deszcz. Przy końcu spotkania Łucji i Najświętszej Maryi Panny, w chwili gdy Maryja zaczęła się unosić, a dziewczynka wykrzyknęła słowa „Popatrzcie na słońce!”, chmury się rozpierzchły odsłaniając słońce, które wyglądało jak ogromny srebrny dysk. Lśniło tak intensywnie, jak jeszcze nigdy, lecz jego blask nie oślepiał. Trwało to tylko chwilę. Ta ogromna kula zaczęła jakby „tańczyć”. Słońce było jakby gigantycznym ognistym kołem, kręcącym się szybko. Zatrzymało się na jakiś czas, zanim znów zaczęło kręcić się wokół swojej osi z oszałamiającą prędkością. Następnie zaczęło przybierać różowy kolor na krawędziach i ślizgać po niebie, wirując i rozsypując czerwone snopy płomieni. Światło to odbijało się na ziemi, na drzewach i krzewach, a także na twarzach ludzi i na ich ubraniach, przyjmując świetliste różnobarwne odcienie. Trzykrotnie ożywiona szaleńczym ruchem kula ognia zaczęła drżeć i trząść się. Wydawało się, że opadając ruchem zygzakowatym spadnie na przerażony tłum. Wszystko to trwało około dziesięciu minut. Na końcu słońce wspięło się znów wijącym ruchem do punktu, z którego zaczęło opadać, na nowo przyjmując swój spokojny wygląd i odzyskując zwykłą jasność swego światła.
Cykl objawień zakończył się.
Wielu ludzi zauważyło, że ich ubrania przemoknięte deszczem, od razu wyschły. Cud słońca został także zaobserwowany przez wielu świadków znajdujących się poza miejscem objawień, w promieniu około czterdziestu kilometrów.
