日军趁势分三路急向南京进犯。中国方面就此开始准备在上海以西仅300余公里的首都南京的保卫作战，由于下达撤退命令过于仓促，后方国防工事交接发生失误，随着日军轰炸机的大范围轰炸，撤退演变为大溃败，虽然锡澄线上的江阴保卫战对阻击日军海军逆江而上进犯内地有重要意义，但南部无锡的快速陷落使锡澄国防线基本没有发挥作用，使北路日军主力一路顺利到达南京。中华民国首都南京处于日军的直接威胁之下。由于从上海的撤退组织的极其混乱，中国军队在上海至南京沿途未能组织起有效抵抗。
1937年11月20日，中国国民党政府发表《国民政府移驻重庆宣言》，政府机关、学校纷纷迁往内地，很多市民也逃离了南京。到了12月初的常住人口据估计还有50万人，这还不包括军人和从上海逃亡到南京的难民。
11月7日日军将上海派遣军与第10军临时编组为华中方面军将方面军的作战区域限制在苏州、嘉兴一线(即“制令线“)以东
11月15日日军战地指挥官强烈要求进攻南京:第10军无视参谋本部的命令，
11月22日方面军司令官松井石根鼓动参谋本部放弃“不扩大“方针
11月下旬日军上海派遣军和第10军全面越过“制令线“，鉴于前线进展迅速的既成事实，
11月24日东京大本营废除了“制令线“，
12月1日东京大本营下达了攻占南京的正式命令。
12月1日日军攻占江阴要塞，同日，日军下达进攻南京的作战命令，南京保卫战开始。
12月2日江阴防线失守中国海军主力第一舰队和第二舰队在中日江阴海战中被全数击沉，作为南京国民政府唯一一道拱卫京畿的水上屏障失守。
12月8日日军全面占领了南京外围一线防御阵地，开始向外廓阵地进攻
12月10日日军发起总攻，
12月12日唐生智下达突围、撤退命令，中国军队的抵抗就此瓦解
进攻南京的作战开始后不久，疯狂前进的作战部队就把辎重部队远远抛在身后，由于日军原本没有深入内陆作战的后勤准备，部队立即面临着粮食供给中断的严重问题，日本军司令部于是下达了实际是要部队抢劫的“就地征收“命令。日军在抢劫中通常伴随着奸**女的暴行，为了掩盖自己抢劫和强奸的罪恶，日军除了杀死受害人，还经常放火烧毁整个村庄。
12月12日日军第6师