Julkisessa väitöstilaisuudessa väittelijä eli tohtoriopiskelija puolustaa väitöskirjassaan esittämiään tutkimustuloksia julkista kritiikkiä vastaan ja vastaa vastaväittäjän esittämiin kysymyksiin. Vastaväittäjä on väitöskirjan tarkastajaksi nimetty henkilö. Väitöstilaisuutta valvoo kustos, joka on yleensä väittelijän vastuuprofessori.

Väitöstilaisuuden kulku seuraa yksityiskohtaista protokollaa ja sen aikana noudatetaan virallista pukukoodia. Tilaisuuden yleisön muodostavat tohtoriopiskelijan alan kollegat sekä hänen läheiset sukulaisensa ja ystävänsä. Tyypillisesti väitöstilaisuus kestää noin kaksi tuntia. Tilaisuuden jälkeen tohtoriopiskelijat yleensä tarjoavat yleisölle virvokkeita. Tilaisuuden järjestäminen etätapahtumana tai hybrid-muodossa on myös mahdollista.

Väitöstilaisuutta seuraavassa karonkassa juhlitaan väitöskirjaprosessin päättymistä. Tohtoriopiskelija järjestää karonkan kiitoksena vastaväittäjälle, kustokselle ja muille väitöskirjatyötä edesauttaneille.