Demonstrationerna ägde rum två dagar efter att den kroatiske premiärministern Andrej Plenkovic meddelat att Istanbulkonventionen, Europarådets konvention om förebyggande och bekämpning av våld mot kvinnor och av våld i hemmet, ska ratificeras.
"Förräderi!", skanderade folkmassan, som också sjöng patriotiska sånger.
Motståndare värjer sig emot att konventionen i en passage särskiljer genus, det sociala könet, och biologisk könstillhörighet.
I Kroatien, ett land där 90 procent av befolkningen är katoliker, kan äktenskap bara ingås mellan en man och en kvinna. Konservativa kroatiska krafter anser att konventionen är ideologiskt utformad och syftar till att underminera traditionella familjevärden.
Vid dem står den katolska kyrkan och kroatiska biskopar har uppmanat till protester i samband med mässor.
En av demonstrationens arrangörer säger till Reuters att Kroatien tvingas på konventionen av Bryssel. Landet är en av EU:s nyaste medlemmar, då det anslöt sommaren 2013.
På fredagen blev Makedonien det 29:e landet att ratificera konventionen. Förra månaden beslutade Slovakien och Bulgarien att inte göra det.
En opinionsundersökning som genomfördes på regeringens uppdrag visade tidigare i veckan att två tredjedelar av Kroatiens befolkning vill att konventionen blir kroatisk lag.