發生過程：

12月1日，日本裕仁天皇批准「大陸命第8號」，正式進攻南京。12月2日，江陰方面發生激烈陸海空激戰，丹陽與江陰同日失守。12月3日，上海派遣軍第9、16師團主力沿丹陽向句容推進。12月4日，國軍第88師孫元良部，與陸軍裝甲兵團第3連（一號戰車）在南京南方和日軍正面接觸。

12月6日，日軍發動全面進攻，第三飛行團以龍華、王濱機場為基地，廣德、常州為前進機場，猛烈轟炸國軍主要陣地。日軍第11師團第10旅（天谷支隊）佔領鎮江，並繼續沿揚州－仙女廟朝江北大運河前進。國軍以第74、83軍防衛主要陣地，第72、78軍及教導總隊部署於獅子山、雨花臺、紫金山等最後防禦陣地。

12月7日，蔣中正於凌晨離開南京，前往廬山。日軍第114師團佔領秣陵關，第6師團急行軍至114師側翼，聯合對雨花臺一線陣地進行攻擊，遭國軍頑強抵抗。12月8日，唐生智下令撤守外圍陣地，但沒有擬訂撤退計劃，造成守軍移動時遭到日軍尾隨，直逼南京城。

12月9日，日軍攻佔市郊後，派出軍機向南京上空投放松井石根對守軍之勸降文告，限國軍在隔日中午前投降，否則將要發動總攻擊。12月10日，上午11點要求投降遭拒後，日軍在朝香宮鳩彥王指揮下向南京發起大規模進攻，國軍士氣低落、部隊潰散。日軍第18師團推進至蕪湖。第16師團佔領蒼波門、下麒麟門，並朝附近之紫金山進擊。

12月12日，南京東南方紫金山、雨花臺淪陷，守軍全數殉國。唐生智召開撤退會議，出示蔣中正電告：「如情況不能久持時，可相繼撤退，以圖整理，而期反攻。」會議尚未結束，撤退的消息就已傳開。下午，第88師遭日軍重炮轟擊，俞濟時、孫元良想渡江撤退經唐生智與宋希濂勸阻返回；隨後唐生智正式下令撤守南京，各部隊突圍。唐生智、宋希濂、孫元良、徐源泉、邵百昌先後撤離。

由於司令部間很多互相矛盾的命令及簡單的命令被遺漏，少數部隊不知撤退命令，誤以為友軍擅自撤退而使用機槍掃射，這些混亂加上戰前欠缺心理準備，讓國軍很少有機會可以撤退，僅第66軍成功突圍。

12月13日早晨，日軍第6師團及第114師團首先入城，同時第9師團進入附近的光華門，日軍第16師團與第13師團其中一部則進入中山門及太平門，山田支隊佔領烏龜山，朝幕府山前進。同日下午，2支日本海軍小型艦隊到達長江兩岸。12月14日，根據中國大本營的指示，唐生智在臨淮關宣佈南京衛戍司令長官部撤銷，撤至江北的衛戍軍部隊改隸第三戰區。南京保衛戰基本結束。

歷史影響：

依南京城的防禦工事，多數人相信南京保衛戰應可堅持2至3個月，但因部隊才剛敗於上海，士氣低下，只十多天南京即告陷落。在南京撤守的過程中，由於唐生智命令不周延且模稜兩可，部隊長官也沒有完整傳達撤退部署即先行逃離，造成各部隊撤退時亂成一團，甚至失去原有編制，成為散兵游勇，得知此一消息，對於中國民心士氣俱是一大打擊。

日軍佔領南京後，為期儘早結束中日戰爭，打擊中國持續抵抗的意志，於1937年12月13日起展開慘絕人寰的南京大屠殺。數十萬中國軍民死於日軍之手，三分之一的南京城被日軍縱火燒毀，不但是中國抗戰過程中最為傷痛的一幕，迄今仍是影響中日關係的陰影。