O cenário de 'Vila Sésamo' representava essa vila, onde crianças conviviam com adultos e bonecos. Ali, eram apresentados pequenos esquetes com duração máxima de três minutos, e a mesma informação era repetida mais de uma vez. Com tom de brincadeira, o programa ensinava, estimulando o raciocínio, e transmitia noções básicas do alfabeto, números e cores. A grande preocupação do programa, segundo Wilson Aguiar, era diminuir as diferenças culturais entre as crianças de classes sociais distintas.
A partir de 1973, quando 'Vila Sésamo' passou a ser totalmente nacional, foram criadas as versões brasileiras dos famosos bonecos Garibaldo e Gugu, por Naum Alves de Souza. Garibaldo (Laerte Morrone) era uma mistura de galinha e pato, alto e desengonçado. Adorava aprender coisas novas e vivia brigando com o mal-humorado Gugu (Roberto Orozco). Sempre ranzinza, Gugu não saía do barril onde morava. Garibaldo tinha ainda um amigo imaginário, o Funga-Funga (Marcos Miranda). Meio rato, meio elefante, ele aparecia somente para as crianças. Completavam a turma o personagem Beto, que tinha que ensinar tudo a Ênio, um bobalhão que não sabia de nada; e o Monstrinho Come-Come, que só queria saber de “biscoooooooito!”. Os bonecos foram especialmente criados para que as crianças se identificassem com suas personalidades e atitudes. Eles tropeçavam, erravam e faziam bobagens, não eram heróis infalíveis.
Também a partir de 1973, as músicas do programa original também foram substituídas por outras, compostas por Marcos e Paulo Sérgio Valle, e os textos foram entregues a escritores brasileiros como Dinah Silveira de Queiroz, Ivan Lessa, Marcos Rey, Ronaldo Ciabrone e Carlos Alberto Seidl.
O elenco principal era composto por Aracy Balabanian (Gabriela), Armando Bógus, (Juca), Paulo José (Mágico), Flávio Migliaccio (Edifício), Sonia Braga (Ana Maria), Laerte Morrone (Garibaldo), Manuel Inocêncio (Seu Almeida), Milton Gonçalves (Professor Leão), Ayres Pinto (Cuca), Luiz Antonio Angelucci (Bruno), Marcos Miranda (Funga Funga) e Roberto Orozco (Gugu).
O programa contava ainda com participações de crianças entre 3 e 10 anos, estudantes de escolas públicas.
Edifício (Flávio Migliaccio) atende várias ligações.