'הושענא רבה' מתאפיין בסדרי לימוד ותפילה מיוחדים, המבטאים את ייחודו כיום שבו אפשר להמתיק את הדין ולזכות לישועה.

אמירת ה'תיקון' בליל 'הושענא רבה' יש הנוהגים להישאר ערים כל הלילה — בסוכה או בבית הכנסת — ולומר את סדר ה'תיקון' המיוחד ללילה זה. סדר זה כולל את חומש דברים, קטעים מהזוהר וכל ספר תהילים. יש הנוהגים לטבול לטהרה קודם עלות השחר, בדומה לטבילה של יום הכיפורים.

שחרית ומוסף תפילת שחרית ומוסף של 'הושענא רבה' דומה לתפילה של חול המועד, עם כמה שינויים: בקהילות האשכנזים יש הנוהגים ללבוש 'קיטל' (כעין חלוק לבן), בדומה ליום הכיפורים, ובייחוד החזן. כמו־כן נוהגים להתפלל בנעימת 'הימים הנוראים'.

ב'פסוקי דזִמרה' (פרקים מספר תהילים הנאמרים בחלקה הראשון של תפילת שחרית) נוהגים בקהילות אשכנז להוסיף את המזמורים שמוסיפים בשבת ויום טוב. אך לאחר 'ברוך שאמר' חוזרים לתפילת החול.

לאמירת ה'הושענות' אחרי 'הלל' נהוג להוציא שבעה ספרי תורה, או אף את כל ספרי התורה שבארון הקודש, ולהניחם על הבימה. מקיפים את הבימה שבע פעמים, ובכל הקפה אומרים תחינת 'הושענא' אחת, כמופיע בסידורים. תחילה חוזרים על ה'הושענות' של ימי חול המועד הקודמים, ואז מוסיפים תפילות ופיוטים שעניינם ירידת גשמים, הצלחת היבול ובקשת ישועה כללית בזכות אבותינו הקדושים. כל זאת עושים תוך כדי שאוחזים את ארבעת המינים בשתי הידיים.

בחלק מן הקהילות נוהגים לומר בין ההקפות פסוקים מסוימים הקשורים לסדר 'שבע הספירות' הקבּלי. ההקפות הנהוגות בעדות ספרד עוסקות בכך אף באופן מפורש וארוך יותר.

סדר חיבוט ערבה לקראת סיום פרק זה של תפילות ובקשות, מניחים את ארבעת המינים ולוקחים אגודת ערבות (חמש ערבות האגודות יחד), כדי לקיים בה את מנהג חיבוט הערבות, שמקורו בנביאים האחרונים.

המנהג הרוֹוח הוא לחבוט אותן בקרקע או על כיסא וכדומה. בקהילות רבות מקובל שגם נשים וילדים חובטים ערבות. לשם כך על כל ראש משפחה להצטייד באגודות של ערבות כמספר בני ביתו. בחלק מבתי הכנסת מוכרים ערבות בליל 'הושענא רבה' או אפילו בבוקרו. כדאי מאוד לברר מראש היכן ומתי אפשר לרכוש את הערבות.

בעניין מספר החבטות ומיקומן יש כמה מנהגים. יש החובטים את הערבות פעמיים או שלוש על כלים או רהיטים, כדי שרוב העלים ייתלשו מהן. ההולכים בדרך האר"י ז"ל (המקובל הנודע רבי יצחק לוריא) מקפידים לחבוט חמש פעמים על הקרקע ודווקא על קרקע שאינה מרוצפת. יש המשלבים בין שני המנהגים וחובטים תחילה על הקרקע ובהמשך על כלים ורהיטים כדי להסיר את רוב העלים.

לאחר חביטת הערבות יש האומרים תפילות, על־פי הנוסח המקובל בקהילותיהם. בקרב הספרדים יש הנוהגים לומר אז את תפילת 'נשמת כל חי'.

רבים משליכים את הערבות החבוטות אל מעל ארון הקודש בבית הכנסת. ויש הנוהגים לקחתן הביתה ולשמרן כסגולה, עד שרפת החמץ בערב פסח, ואז לשרוף אותן עם החמץ.

מה לעשות בארבעת המינים ביום 'הושענא רבה' עצמו ואף ב'שמחת תורה' אין לעשות בארבעת המינים שימוש אחר, אבל אחרי החג אין בכך כל בעיה. בעניין זה יש מנהגים שונים: את האתרוג יש המצפים בעזרת נעצי ציפורן, ולאחר מכן משתמשים בו להרחה בהבדלה. האתרוג והציפורן יחד מעניקים ריח טוב במיוחד. יש העושים אחרי החג מהאתרוג ריבה. את הלולב עם הערבות וההדסים יש השומרים עד ערב חג הפסח, ואז שורפים אותם עם החמץ.

הלכתית מותר להשליך אחרי החג את ארבעת המינים, אולם יש לעשות זאת בדרך כבוד, בתוך שתי שקיות וכדומה, כדי שלא לבזות את המינים שבהם קיימנו מצווה.

נפרדים מהסוכה יש הנוהגים לכבד את יום 'הושענא רבה' בסעודה חגיגית. רבים נוהגים לאכול בסעודה זו כיסני בצק ממולאים בשר, המכונים 'קרֶפּלַך'. אך מכיוון ש'הושענה רבה' הוא גם ערב חג 'שמחת תורה', יש להימנע מעריכת סעודה גדולה בשעה מאוחרת מדי, כדי שלא לפגוע בתיאבון לקראת סעודת החג של הלילה.

בסיום חג הסוכות והמעבר לחג 'שמחת תורה' יש הנוהגים להיכנס לסוכה ולאכול בה 'סעודת פרדה' קטנה. סעודה זו יכולה להיות מורכבת ממיני מזונות בלבד, זאת כדי שיהיה אפשר לברך עוד פעם ברכת 'לישב בסוכה'. בסיומה של סעודה קטנה זו יש האומרים 'תפילת פרדה' מהסוכה בנוסח הבא (או בנוסח דומה):

"יְהִי רָצוֹן מִלְּפָנֶיךָ, אֲדֹנָי אֱלֹהֵינוּ וֵאלֹהֵי אֲבוֹתֵינוּ, כְּשֵׁם שֶׁקִּיַּמְתִּי וְיָשַׁבְתִּי בְּסוּכָּה זוּ, כֵּן אֶזְכֶּה לְשָׁנָה הַבָּאָה לֵישֵׁב בְּסֻכַּת עוֹרוֹ שֶׁל לִוְיָתָן" (הביטוי "סוכת עורו של לוויתן" רומז ומכַוון לסוכה שבימות המשיח).

'הושענא רבה' הוא גם ערב חג ועל כן יש להכין בו נרות ושאר דברים לחג, כמו בערב החג הראשון של סוכות.