Många hade väntat i timmar i den gassade solen, under lördagen steg temperaturen i Lissabon till nära 36 grader enligt Portugals väderinstitut, för att delta i den påveledda vakan.
Påvebesöket var med anledning av ett katolskt ungdomsevenemang som hålls vart tredje år, varje gång i en ny stad.
Påve Franciskus kommer även att återvända till parken på söndagsmorgonen för en sista gudstjänst innan han återvänder till Vatikanstaten.
Tidigare på lördagen besökte påven helgedomen Fatima, en plats norr om Lissabon tillägnad Jungfru Maria, där han välkomnades av omkring 200 000 människor.