Opposisjonen hadde på forhånd håpet at over 1 million mennesker ville komme til å delta i demonstrasjonen, som har som mål å få gjennom en folkeavstemning mot Maduro.
Det er ventet at det vil bli den største demonstrasjonen i landet siden 2014.
Bakgrunnen er at Venezuela er inne i en økonomsik krise som følge av fallende oljepris, og folk opplever matmangel, inflasjon og arbeidsledighet.
- Les også:
Kom fra Amazonas
Blant demonstrantene var rundt 100 urfolk fra stammene piaroa og jiwi. De ankom Caracas onsdag etter å ha gått, padlet og tatt buss i over 60 mil fra Amazonas-regnskogen.
– Vi har kommet for å se om de kommer til å løslate politiske fanger, sier Miguelina Caballero.
Hun sier noen fra hennes stamme piaroa ble fengslet under kongressvalget i desember og anklaget for bedrageri.
- Les også:
Frykter kupp
President Nicolás Maduro hevdet tirsdag at motstanderne ønsker å bruke demonstrasjonen til å kuppe makten.
– Dersom de forsøker seg på kupp, bakholdsangrep og politisk motivert vold, vil de revolusjonære komme med et ukjent og overveldende svar, sa Maduro.
Opposisjonen har holdt en rekke demonstrasjoner i år. Noen av dem har endt i voldelige sammenstøt mellom opprørspoliti og aktivister, men de har ikke utgjort noen stor risiko for Maduros grep om makten i Venezuela.
- Les også: