12月1日，日本大本营下达新的战斗序列，日本军队由华中方面军任主力，主要由上海派遣军和第十军构成（战损补充完整）。此外，还有通信部队、铁道部队、航空部队、工兵部队、兵站部队等。

华中方面军司令官：陆军大将松井石根

上海派遣军司令官：陆军中将朝香宫鸠彦王

第16师团师团长：陆军中将中岛今朝吾

第9师团师团长：陆军中将吉住良辅

第3师团先遣队联队长：陆军大佐鹰森孝

山田支队（第13师团一部）歩兵第130旅团长：陆军少将山田栴二

第10军司令官：陆军中将柳川平助

第114师团师团长：陆军中将末松茂治

第18师团师团长：陆军中将牛岛贞雄

第6师团师团长：陆军中将谷寿夫

国崎支队（第5师团歩兵第9旅团）支队长：陆军少将国崎登

1937年12月1日，日军攻占江阴要塞，同日，日军大本营据松井石根的要求，下达第八号大陆令：“华中方面军司令官须与海军协同，攻占敌国首都南京”。

日军第10军遵照方面军的命令，部署第114师团沿溧阳、溧水公路向南京南部方向推进，第6师团沿广德、洪兰埠公路，也向南京南部方向攻击前进。

国崎支队沿广德、郎溪公路进占太平，而后渡江迂回包抄至浦口附近，切断南京国军向北撤退的通道，第18师团经向宣城、芜湖进攻，切断南京国军向西撤退的通道。

从12月3日至6日，经过4天的连续作战，日军正面的第18师团、第9师团突破守军第83军及第66军的第一线阵地，占领了句容，推进到句容以西的黄梅、土桥及湖熟镇一线，一部兵力从右翼攻击至孟塘、大胡山一带。

第114师团突破了守军第72军及第74军的第一线阵地，占领了溧水，进而攻击至秣陵关、陆朗镇及江宁镇一线。

同时，日军右翼的天谷支队和第13师团在猛攻镇江、靖江，左翼的第6师团在猛攻秣陵关，国崎支队和第18师团在猛攻当涂、宣城。

12月6日下午，南京卫戍司令长官部发现日军迫近第一线阵地，其第16师团一部已渗透进入至汤山镇左侧后的胡塘、大胡山一带，急忙命令第36师火速派出1个步兵团进入麒麟门附近的阵地，掩护第66军侧后，阻止日军继续渗透。

同时命令在镇江的第71军、在镇江及东昌街一线的第83军迅速撤回南京，增强南京的防守兵力。

第71军撤离后，镇江要塞由第103师代师长戴之奇指挥，同时命令第2军团刚刚抵达南京栖霞山附近的第41师进入龙潭、乌鸦山地区，掩护第71军及第83军撤离，并保持与镇江的联络通道。

由于南京即将变为战场，国民政府军事委员会负责人于12月7日凌晨5时45分乘飞机离开南京，飞赴江西，而后转飞武汉统帅部，国民政府一众要员和政府部门，早已撤往武汉、重庆等地。

南京守城的部分高级将领，玩忽职守，南京城外战况惨烈，但71军军长王敬久，却天天拉着一帮将领打麻将，连部下汇报战况，都找不到人，以至部队没有统一协调和指挥，各自为战，处处挨打。

占据绝对制空权和火力优势的日军，利用飞机轰炸和重炮轰城，逐渐逼近南京城下。

12月7日，华中方面军司令官松井石根下达攻城令，开始向南京外围第一线防御阵地进攻，突破阵地后，继续向南京城复廓阵地猛攻，集中了全部炮兵火力，用以摧毁夺取城垣，日军空投信函劝唐祥生率部投降。

唐祥生不予理睬，继续命令各部队“应以与阵地共存亡之决心尽力固守，决不许轻弃寸土。”

日军的上海派遣军负责攻击东北面的中山门、太平门、和平门 ，第10军负责攻击西南面的共和门 、中华门、水西门。

温暖命令敢死队在紫金山加紧修建工事的同时，在属于自己防区的紫金山主阵地周围埋设了上百万颗反坦克地雷，在将军山、上庄园、十里长山也埋设了大量的反坦克地雷。

12月7日，日军在炮兵及航空兵强大火力的支援下开始向国军第一线主阵地带发起全面猛攻。南京卫戍司令长官部命令从镇江刚刚撤回的第71军进驻第74军和第66军结合部后方的高桥门一带。

同时令第66军以一部兵力从汤山镇由南向北、第41师以一部兵力从射乌龙山由北向南、第36师预备2团配属战车连从麒麟门由西向东，围攻突入胡塘、大胡山附近的日军。

由于日寇后续部队已扩大了突破口，第66军汤山镇阵地和第41师栖霞山阵地均遭日寇猛烈攻击，三面围攻的计划已经无法实现，转而以第36师的预备2团在东流西南方向攻击已占领复兴桥的日寇。

12月8日，原在湖州地区的日军第6师团强行军赶至秣