Oxford kvintet dök upp, badade i vitt ljus, till den hemsökande piano refräng av Daydreaming, från förra årets A Moon Shaped Pool album.
Två timmar och 25 låtar senare stängde de med Karma Police och sjöng: "För en minut där förlorade jag mig själv."
Det kändes som en perfekt metafor för bandets förmåga att transportera en publik.
Föreställningen kom på 20-årsdagen av Radioheads första rubrik på Glastonbury.
Den showen, som ägde rum bara veckor efter att de släppt OK Computer, har ofta kallats festivalens bästa någonsin.
Men frontman Thom Yorke berättade nyligen BBC 6 Music han hade varit på gränsen till att gå av scenen, efter bandets monitorer exploderade, vilket innebär att de inte kunde höra varandra.
"Jag gick just över till Ed [O'Brien, gitarrist] och sa, "Jag är ledig kompis, vi ses senare," han kom ihåg.
"Han vände sig om och gick, "Om du gör det, kommer du förmodligen att leva resten av ditt liv ångra det." Jag sa: "Bra poäng."
Det fanns inga sådana problem på fredag kväll, som bandet startade på en karriär-spanning uppsättning som höll sina experimentella och anthemiska kvaliteter i perfekt balans.
Airbag var spännande, Pyramid Song förödande, och Everything In It's Right Place en pulserande, vriden Radiohead version av en klubbklassiker.
De drog till och med fram den välförtjänta Creep - den ångestfyllda, tonårshymnen som gav dem tidig framgång, men blev en kvarnsten runt halsen när de mognade till en oförskräckt experimentell konstrock outfit.
Saker och ting blev politiska - kort - under No Surprises, där texten "för ner regeringen, de talar inte för oss", framkallade ett stort jubel från festivalens vänster-leaking publik.
När sången slutade sade Yorke: " Vi ses senare, Theresa. Stäng dörren på vägen ut."
Det förutom att frontman sällan talade under inspelningen, förutom att tacka Glastonbury arrangörer Michael och Emily Eavis "för att ha oss på din vackra gård idag".
"Tack så mycket för att du kom till detta fält för att lyssna på oss i kväll", tillade han under extranumret.
"Förmodligen ses vi på några andra fält under helgen."
Radiohead föregicks på Pyramidscenen av indiedansbandet The xx, vars spiralformade, hypnotiska låtar soundtracked skymning på Worty Farm.
Omedelbart före dem firade rockgruppen Royal Blood med champagne på scenen när deras andra album, How Did We Get So Dark, kom in på listan på nummer ett.
När vi talade med BBC sa sångerskan Mike Kerr att bandet hade bowlats över av de två händelserna som konvergerade.
"Vi har definitivt en känsla av att detta är en engångsföreteelse. Det är något jag kommer att se tillbaka på som en mycket speciell tid."
På andra ställen på fredagen fanns uppsättningar från Sleaford Mods, Clean Bandit, Dizzee Rascal, The Lemon Twigs och Flaming Lips.
På det andra stadiet började popstjärnan Lorde sin uppsättning "stängd" i en genomskinlig plastlåda som lutade sig bakåt och framåt ovanför hennes band.
När hon kom upp på scenen överlämnade hon en nyutgiven låt, The Louvre, till alla i publiken som hade en hemlig förälskelse.
"Stäng ögonen och lyssna på sången, och bara kommer det att hända," sade hon. "De kanske kysser dig i kväll. Vem vet?"
Skådespelare Bradley Cooper dök upp på Pyramidscenen för att filma en scen för sin nya film, en remake av musikalen A Star Is Born.
Därefter presenterade han Kris Kristofferson, som från sidan av scenen iakttogs av den andra Hollywoodstjärnan Brad Pitt.
Johnny Depp gick också med i sångaren-låtskrivaren, som var 81 igår, och spelade gitarr på en av låtarna.
Depp orsakade kontroverser på torsdag, när han skämtade om att mörda Donald Trump under ett framträdande i Glastonbury. Han har sedan dess bett om ursäkt.
Före detta fotbollsspelare David Beckham gjorde också sitt första besök i Glastonbury för att hjälpa arrangören Michael Eavis att starta ett nytt socialt bostadsprojekt.
Han planterade ett träd vid utvecklingen i den närbelägna byn Pilton, innan han begav sig till evenemanget med sin 18-årige son, Brooklyn.
Om de stannar kvar till lördag, kommer de att se handlingar inklusive Stormzy, Katy Perry, Liam Gallagher och rubrikerna Foo Fighters.
Arbetarledare Jeremy Corbyn kommer också att visas på Pyramidscenen för att introducera amerikansk rap act Run The Jewels.
Följ oss på Facebook, på Twitter @BBCNewsEnts, eller på Instagram på bbcnewsents. Om du har en berättelse förslag e-post underhållning.news@bbc.co.uk.
Absorberande, utmanande och plågsamt vacker - Radiohead levererade en typisk Radiohead typ av uppsättning för Glastonburys premiärkväll.