Los manifestantes, convocados por los frentes izquierdistas Brasil Popular y Povo Sem Medo aliados del Partido de los Trabajadores de Rousseff, exigían la dimisión de Temer y la celebración de nuevas elecciones.
Según los organizadores, la marcha reunió a decenas de miles de personas.
Un nuevo acto de protesta está convocado en Sao Paulo para el próximo jueves, día 8, según el rotativo.
El Senado brasileño destituyó el pasado miércoles por 61 votos a favor y 20 votos en contra a la presidenta Rousseff, acusada de manipular las cuentas del estado.
Al mismo tiempo, la exmandataria consiguió no ser inhabilitada para ocupar cargos públicos.