Tại đàn Xã Tắc - nơi diễn ra lễ tế - sẽ có các án thờ, hương án, phẩm vật, lính canh, quan văn tứ phẩm, quan võ lục phẩm, chấp sự, bồi tế... Các lễ chính: Quán tẩy (vua rửa tay); Thượng hương (dâng hương); Nghinh thần (đón các thần); Điện ngọc bạch (tế ngọc và lụa); Hiến tước (dâng rượu); Truyền chúc (đọc chúc văn); Tứ phúc tộ (ban phúc); Triệt soạn (dọn thức ăn)...
Theo Kinh Lễ thì đàn Xã Tắc được xây dựng phải có nền "Xã" để tế. Hai tầng nền của đàn Xã Tắc tọa lạc trên một khu đất rộng, vuông vức, xung quanh có tường đá bao bọc. Phía Nam có bình phong, ở ba phía Đông, Tây, Nam có trổ cửa nhỏ, riêng ở phía Bắc (mặt trước) thì dựng cửa tam quan. Trong vườn của đàn trồng nhiều thông và mai, hai bên đường từ nền dưới dẫn ra cổng tam quan trồng hai hàng cây mù u thẳng tắp. Vì vậy mà dân gian Huế có câu: "Văn thánh trồng thông/ Võ thánh trồng bàng/ Ngó vô Xã Tắc hai hàng mù u". Trước cửa tam quan, phía Bắc có con đường ngăn cách đàn với hồ Xã Tắc. Hồ rộng, hình vuông, cạnh 57m, nước trong xanh in bóng đàn Xã Tắc xuống mặt hồ.
Nói đến việc tế Xã Tắc, mỗi triều mỗi khác nhưng đến triều Nguyễn thì lễ tế Xã Tắc được triều đình đứng ra tổ chức. Trước khi tế lễ, các con đường từ Đại Nội đến đàn Xã Tắc phải được quét dọn sạch sẽ. Trước đó, từ nhà vua cho đến văn võ bá quan, người nào tham dự vào lễ tế Xã Tắc cũng đều phải trai giới, chay tịnh để giữ mình được trong sạch.
Để chuẩn bị cho lễ tế, Bộ Lễ phải lo sửa sang, bày biện đầy đủ lễ vật, đồ thờ và hương án. Hôm chính lễ, hai bên đường từ cửa Ngọ Môn có quân lính và cờ quạt đứng uy nghiêm, đèn đuốc chong thâu đêm suốt sáng. Trên hương án ở đàn tế, ngoài các thứ nghi trượng và đồ thờ cúng thường thấy còn có thêm lễ tam sinh gồm ba con vật: trâu, dê, lợn.
Đội quân hơn 700 người với đầy đủ các nghi vệ, quan văn võ, binh lính, đội nghi trượng, đội nhã nhạc, vũ công Bát dật, voi, ngựa, chuông trống, võng lọng, cờ quạt… khởi hành đoàn ngự đạo đến đàn Xã Tắc. Sau đó đoàn Ngự đạo tiến hành cử lễ trong không khí trang nghiêm và linh thiêng.
Trước bàn thờ lớn, nhà vua đội mũ cửu long, mặc áo hoàng bào, lưng đeo đai ngọc, thân đứng ra làm chủ tế. Sau lưng nhà vua, văn võ bá quan áo mão chỉnh tề, hàng ngũ thẳng lối, nét mặt nghiêm trang, kính cẩn cúi đầu hành lễ. Lễ tế diễn ra trong bầu không khí trang nghiêm với nhiều nghi thức thành kính. Ngay sau lễ tế chính thức, khi vua đã hồi cung, dân chúng mới được phép lên đàn dâng hương cầu cho mưa thuận gió hòa, mùa màng bội thu, đời sống no ấm.