日军淞沪之战胜利后，继续将战线推至南京一带。
11月12日，负责南京保卫作战的主力军，齐聚一堂。
陈诚下辖第15、19、21集团军组成左翼部队，驻扎在太湖北侧。
张发奎下辖第8、10、23集团军，驻扎在太湖南侧。
南京守军组成了卫戍长官部，唐生智为最高司令长官。
其下辖第二军团的大部分部队、淞沪会战后退到南京的第87师，一共有11万人。
这场战争聚集了国民党军队的大部分机械部队和全部德械装备师，实力只比淞沪会战只强不弱。
中日双方不断调兵遣将，大战一触即发。
11月13日，日本海军军舰配合第11、第13师向福山等地发动进攻，企图切断京沪公路。
经过一番激战，国民党军队不敌日军的猛烈炮火。
尽管他们在常熟、福山等地拼命搏杀，但最终还是输了，这使得敌人逼近江阴要塞。
在这里，国军凭借着八个大炮台，暂时挡住了敌人的进攻，并打出了中国军人血性的“江阴阻击战”。
与此同时，南路敌人沿着沪杭线攻击杭州，又在这里爆发了川军抗日的“广泗战役”。
其中，川军145师驻扎的广德、泗安地区，成为日军的重点进攻对象。
11月28日，川军一度反击日军，日军兵分三路向南逃跑。
11月29日，日军又以飞机、坦克开道。
由于泗安地势平坦，没有掩护，145师寡不敌众。
该师长饶国华多次发电，请求蒋介石支援遭到拒绝，被迫撤退到广德。
12月1日，国民党军第103师、112师伤亡惨重，被迫撤出战场，向西行进。
虽然日军的海、陆、空立体式攻击，突破了江阴要塞。
但是中国守军击沉了3艘敌人军舰，击伤1艘，这也让日军造成了重大的损失。
接着，日军第18师团兵锋直指广德。
由于下属临阵逃亡，广德失守，饶国华自责不已，眼看阵地守不住，于是拔出手枪自杀成仁。
饶国华自杀后，日军一举攻克了芜湖、水阳镇等地。
12月6日，日军直逼南京，形成了三面包围南京之势。
自12月7日以来，南京保卫战的外线战斗已经打响。
国民党空军、苏联空军志愿者大队一直在反击日军的军机，击落两架敌机，守军士气大振。
12月9日，日本飞机向南京投下了松井石根致唐生智的《投降劝告书》，并向守军发出最后通牒，限于12月10日前交出南京。
不过，唐生智、邱清泉、桂永清、宋希莲等将领，对此置之不理。
严令各部严阵以待，誓言与阵地共存亡。
与此同时，日军从三个方向对南京发起了全面进攻。
守军顽强抵抗，坚守阵地不退，给予日军沉重伤亡。
12月11日中午，唐生智接到顾祝同的电话，转达蒋介石的撤退命令，并要求他迅速赶到浦口，以便接他撤离。
唐生智说：“不能马上离开南京，撤退事宜必须部署一番。”
当天22时，卫戍司令长官部再次接到蒋介石的命令：“如果实在守不住，可以相机撤退，以图后策。”
12月12日12时，大批日军部队突入城内，被打乱的守军与日军展开了激烈的巷战。
这天17时，唐生智见大势已去，南京失守已是旦夕之间。
于是召集师长以上将领开会，宣布蒋介石撤退的命令。
当天晚上，守军趁着夜间组织撤退。
除了第83军按指定路线向南突破，以及有的部队不撤离、坚持巷战之外。
其余部队争先恐后，寻找船舶过江，争渡逃命。
由于江边船只较少，一些人拿起门板做成木筏，结果行至江中被急流吞没。
有的船只因超载而沉没，有的为甚至争渡自相残杀，造成了江边更加混乱的局面。
12月13日晚，日军攻占南京，我军“南京保卫战”宣告失败。
