הדיון הראשון במושב התמקד בנושא חופש הדת שהיה הנושא השנוי ביותר במחלוקת, ההחלטה ("Dignitatis Humanæ") התקבלה לאחר מאבק עד לרגע האחרון ברוב של 1,997 תומכים מול 224 מתנגדים (רוב שהועצם עד למועד החתימה הרשמית על ההחלטה). המשך המושב התמקד בשלוש החלטות שהתקבלו, הרחבה ושכתוב של ההחלטה ("Gaudium et Spes") בנושא תפקידה המשתנה של הכנסייה בעולם המודרני, ההחלטה ("Ad Gentes") בנושא המיסיונריות וההחלטה ("Presbyterorum Ordinis") בנושא סמכויות וחיי הכמרים.
המושב גם אימץ סופית החלטות בנושאים שנידונו במושבים קודמים, כמו סמכויות הבישופים ("Christus Dominus"), החיים במסדרים הדתיים של הכנסייה ("Perfectæ Caritatis"), הכשרת הכמרים ("Optatam Totius") והיחס קהילת המאמינים ("Apostolicam Actuositatem").
האירוע המרכזי בסיום הוועידה היה המפגש בין האפיפיור לבין פטריארך קונסטנטינופול, ראש הכנסייה האורתודוקסית שבו הייתה הבעת חרטה הדדית על הפעולות שהביאו לפילוג הכנסייה הנוצרית בין הנצרות המערבית למזרחית, ההצהרה שפורסמה ידועה כהצהרה המשותפת הקתולית-אורתודוקסית של 1965.
ב־8 בדצמבר ננעלה הוועידה באופן רשמי, כאשר הבישופים הכריזו על קבלתם וציותם להחלטותיה. על מנת להמשיך בעבודת הוועידה, האפיפיור:
החלטות.
הכנסייה.
אחד המסמכים המשפיעים ביותר של הוועידה היה הדוגמה של הכנסייה, ה־"Lumen Gentium" (אור העולם).
בפרק הראשון של המסמך, תחת הכותרת "המיסטריה של הכנסייה" מופיע המשפט: "היסוד של כנסיית הנוצרי הוא האמונה שהכנסייה היא אחת, קדושה, קתולית ושליחה של המושיע... הכנסייה הזאת הקיימת ומאורגנת בעולם הנוכחי, מתקיימת ככנסייה הקתולית, מנוהלת על ידי הממשיך של פטרוס [קרי, האפיפיור] ועל ידי הבישופים בשיתוף פעולה איתו" (סעיף 8). מיד לאחר מכן מופיע: "אף על פי כן, הרבה רכיבים של קדושה ואמת נמצאים מחוץ לתחום זה".
בפרק השני, תחת הכותרת "עם הבחירה", הוועידה מלמדת כי רצון אלוהים שומר על האנשים לא כפרטים אלא כקבוצה. זאת הסיבה לכך שאלוהים בחר בעם ישראל להיות לעמו וכרת עמו ברית, ברית ששימשה כהכנה וכתבנית לברית אשר אושרה מחדש על ידי ישו שיצר עם אלוהים חדש, שאמור להיות יחיד, והיא אינה קשורה לבשר אלא קשורה לרוח שנקראת הכנסייה של המושיע (סעיף 9). כל המין האנושי נחשב כשייך לכנסייה. לא כולם משולבים בכנסייה אולם "הכנסייה יודעת כי היא מקושרת בדרכים רבות לאלו שמכבדים את ישו אולם אינם מקבלים את האמונה הקתולית בשלמותה או לא שומרים על אחדות או קשר עם ממשיכי פטרוס" (סעיף 15) ואף עם "אלו שאינם מקבלים את הברית החדשה" (כולל היהודים והמוסלמים שמוזכרים במפורש) (סעיף 16). הרעיון של פתיחות ל"כופרים" הפרוטסטנטים היה המקור לבעיות החמורות ביותר עם הקבוצות האולטרה קתוליות, בגלל התייחסותם לפרוטסטנטים כאויב בגלל פעולותיהם כנגד הכנסייה במאה ה־16.
הפרק השלישי, "ההיררכיה של הכנסייה", עוסק בקווים המנחים של הסמכויות המהותיות של הבישופים והאפיפיור.
הפרקים הבאים עוסקים במשפטים, בקריאה לקדושה, באנשי הכנסייה, בצליינות של הכנסייה ובמריה הקדושה. הפרק בנושא הקריאה לקדושה משמעותי כי הוא קובע כי קדושה איננה רק לכמרים ולאנשי הכנסייה אלא כל המאמינים נקראים לה. כמובן, שזאת הייתה המדיניות הרשמית מאז ומעולם, אולם רבים חשו שרעיון זה התערפל בתודעת הציבור הרחב.
הפרק על מריה היה שנוי במחלוקת. התוכנית המקורית קראה למסמך נפרד לנושא, במטרה לשמור על כלליות המסמך, קרי קבלתו על ידי הפרוטסטנטים שדוחים את פולחן מריה. אף על פי כן, הוועידה החליטה, בתמיכת האפיפיור, כי מקומה של מריה בכנסייה ולכן הפרק עליה הופיע במסמך.
בשנת 1969, בעקבות הוועידה פרסם האפיפיור את הבולה "Pontificalis Domus", שתפקידה לארגן מחדש את התפקידים והמשרות של הקוריה הרומאית, להפוך אותה לגוף מתפקד באופן יעיל מול אתגרי החיים המודרניים באמצעות ביטול משרות רבות ששימשו כתארי-כבוד בהם נשאו באופן מסורתי נציגים ממשפחות רומא העשירות ומינוי מועצות אפיפיוריות לטיפול בנושאים שונים כגון הכוונה דתית וקשר עם מאמינים ובני דתות אחרות. התהליך הסתיים ב-1988 עם פרסום הפרק החוקתי "Pastor Bonus" על ידי יוחנן פאולוס השני.
הפולחן.
אחד הנושאים הראשונים שנידונו בוועידה ואחת ההשפעות המידיות שלה בחיי הקתולים הייתה הרפורמה בפולחן. הרעיון המרכזי היה (כפי שהוא מופיע בחוק של "הפולחן הקדוש"):
הוועידה התקדמה כאן הרבה יותר לכיוון של השתתפות פעילה בהשוואה לזו שהתירו אפיפיורים קודמים. המשתתפים יצרו קווים מנחים לרפורמה בפולחן, שכללו שימוש מוגבל מאוד בשפות המקומיות במקום בלטינית. כפי שהמשתתפים החליטו, שינויים מקומיים או לאומיים יכולים להשתלב בזהירות בפולחן. בין שאר השינויים, ביצוע טקס ההמרה של לחם הקודש והיין לגופו ודמו של ישו (טרנסובסטנטיאציה) כשפניו של הכומר כלפי הקהל בניגוד לעבר שהכומר בצע את הטקס שגבו לקהל שידע כי ה"נס" התרחש רק כשנער המזבח צלצל בפעמון. שינוי זה חייב לעיתים הקמת מזבח נוסף בקדמת האפסיס בחלק מהכנסיות.
המימוש בפועל של ההנחיות הופקד בידי הוועדות הכנסייתיות שתחת סמכותו של האפיפיור ובאזורים שהורשו לכך גם על ידי ועדות אזוריות או לאומיות.
כתבי הקודש וההתגלות.
הוועידה ראתה לנכון לרענן את המיקום המרכזי של כתבי הקודש בתאולוגיה ובחיי הכנסייה וזאת בהתבסס על עבודות של אפיפיורים קודמים ביצירת גישה מודרנית לכתבי הקודש. הגישה החדשה לפירוש אושרה על ידי הבישופים. הוחלט כי הכנסייה תמשיך לספק גרסאות של כתבי הקודש בשפות האם של המאמינים וכן כי כמרים ומשפטנים ימשיכו לראות בלימודם משימה עיקרית בחייהם. ההצהרה תומכת בחשיבות של כפי שאומצה על ידי לאו השלושה-עשר בהצהרה "Providentissimus Deus" ובכתבי הקדושים, המומחים והאפיפיורים במהלך ההיסטוריה, אולם גם את הפירוש המותאם היסטורית של פיוס ה־12 בהצהרה "Divino Afflante Spiritu" ב־1943.
הבישופים.
סמכויות הבישופים היו מיועדות לשכתוב, במיוחד סמכויותיהם הקולקטיביות כמי שנחשבים לממשיכי שליחי ישו בנושא לימוד הנצרות וניהול הכנסייה. על פי ראיית הכנסייה, קולקטיב זה איננו יכול להתקיים ללא ראש המשמש כממשיכו של פטרוס. כתוצאה מכך, למרות רעיונות שהועלו, הכנסייה לא העמידה שני גופים בראשה – האפיפיור ואספת הבישופים. עניין זה מוסבר ב־"Lumen Gentium" (בתרגום חופשי): "אין שום הבדל בין האפיפיור והבישופים, אלא בין האפיפיור כשלעצמו והבישופים כשלעצמם לבין האפיפיור והבישופים ביחד".
בארצות רבות הבישופים קיימו התכנסויות קבועות לדיונים בנושאים משותפים. הוועידה נתנה הכרה רשמית לדיונים אלו, אולם הם נשארו בלתי מחייבים אלא אם כן אושרו על ידי רוב של שני שלישים ואושררו על ידי הוותיקן.
היחס לדתות לא־נוצריות.
הוועידה אישרה יום לפני סיום המושב השלישי ב-20 בנובמבר 1964 את ה"הצהרה בדבר יחס הכנסייה לדתות הלא־נוצריות", הקרוי נוסטרה אטאטה (Nostra Aetate - "בזמננו אנו" או "בעיתותינו" - המילים בהן הוא פותח). ההצהרה כוללת מבוא שבו נאמר כי הכנסייה הקתולית מתייחסת בכבוד לאמונות אחרות שאינן נוצריות במהותן כי בכל זאת יש בהן קרן אור של אמת. בסעיף 2 מוצהר כי ההינדואיזם, הבודהיזם ו"דתות אחרות" גם הן דתות המחפשות את האמת האלוהית, וכי הכנסייה הקתולית אינה דוחה את האמיתי והקדוש באמונות אלה וקוראת לקתולים לנהל דו־שיח עם מאמיני דתות אלו. סעיף 3 עוסק במוסלמים, מדגיש גישות משותפות לנוצרים ולמוסלמים כמו תפילה לאל אחד והודאה בנבואת ישו, וקורא להבנה בין מאמיני שתי הדתות תוך התעלמות ממעשי האיבה בעבר. סעיף 4 עוסק ביהודים ודוחה את הרעיון כי כל היהודים בזמנו של ישו, וכן כל היהודים כיום, אחראים למותו של ישו יותר מאשר הנוצרים, ולכן הוא קורא להימנע משנאה, רדיפות וגילויי אנטישמיות כלפי יהודים. סעיף 5 מוקדש לאחוות האדם וקורא לנוצרים להימנע מאפליה כלפי בני אדם אחרים בגלל גזע, צבע עור, מעמד או דת.
היחס למלחמה.
לאורך השנים, היחס לפעולות לוחמתיות היה מורכב. אבות הכנסייה, בהם טרטוליאנוס ואוריגנס דגלו בפציפיזם והתנגדו לכל סוג של פעולת תגמול. מנגד אוגוסטינוס שפעל בסוף המאה השלישית הצדיק פעולת תגמול וכתב:
תומאס אקווינס פיתח את הגותו של אוגוסטינוס, ובחיבורו מכלול התאולוגיה הגדיר שלושה תנאים בסיסיים הנדרשים לשם יציאה למלחמה: סמכות ריבונית, עילה מוצדקת - כגון ענישה על תוקפנות, וכוונה ראויה. אחריו תומאס דה-ויו, קג'טאן (1468–1524) הצדיק פעולת תגמול כמחלק ממשפט הטבע: . קג'טאן סבר שפעולת תגמול מהווה "עשיית צדק" וסבר שהיכולת לבצע זאת היא שמגדירה ריבונות מדינתית:
ועידת הוותיקן השנייה הכריעה בסוגיה בקובעה במפורש: . בכך נסוגה הקתוליות מתפיסתם של אוגוסטינוס ואקווינס, והתקרבה מחדש לתפיסתם העתיקה של טרטוליאנוס ואוריגנס.
העולם הקתולי לאחר הוועידה.
חלק מהמאמינים הקתוליים האדוקים ראו בוועידת הוותיקן השנייה אירוע שבו הכנסייה נטשה את נקודת הראייה ההיסטורית של כתבי הקודש ועברה מגישה של אמונה לגישה שכלתנית ומיסדה את הגישה של "ארבעת הדברים האחרונים" (מוות, משפט, גן עדן וגיהנום). הם אינם רואים בכך תחייה של הכנסייה כי אם להפך, הידרדרות בשליחות והפיכת קתולים רבים ללא-מאמינים. הם רואים בדוֹגמות מסוימות (למשל, דחיית היותו של ישו חלק מהאל והאמונה בעלייתו של ישו השמימה כאירוע היסטורי) שינוי במיקוד של הכנסייה מהשגת גן העדן עבור המאמינים לשיפור חייהם בעולם הזה.