Trận Nam Kinh
Giai đoạn trên đường đến Nam Kinh > Nhật Bản hành quân đến Nam Kinh

Vào đầu tháng 12, Phương diện quân Trung tâm Trung Quốc của Nhật Bản tăng số quân hiện có lên hơn 160.000 người. Mặc dù, cuối cùng chỉ có khoảng 50.000 trong số này sẽ tham gia chiến đấu. Quân Nhật lên kế hoạch tấn công Nam Kinh bằng một chiến thuật gọng kìm gọi là "bao vây và tiêu diệt". Hai mũi gọng kìm của Phương diện quân Trung tâm là Binh đoàn Viễn chinh Thượng Hải tiến từ sườn đông và Quân đoàn 10 tiến từ sườn nam. Ở phía bắc và phía tây Nam Kinh có sông Trường Giang nhưng người Nhật đã lên kế hoạch chốt chặn đường thoát hiểm này bằng việc điều động một hải đoàn ngược dòng sông, đồng thời triển khai hai biệt đội vây quanh phía sau thành phố. Biệt đội Kunisaki sẽ vượt sông Trường Giang ở phía nam với mục đích cuối cùng là chiếm Phổ Khẩu ở bờ tây Nam Kinh. Còn Biệt đội Yamada sẽ được cử đi trên tuyến đường cực bắc với mục tiêu quan trọng là chiếm Mạc Phụ Sơn ngay phía bắc Nam Kinh.
Tướng Matsui cùng với Bộ tổng tham mưu quân đội dự định tiến hành một cuộc hành quân chậm mà chắc đến Nam Kinh. Tuy nhiên, cấp dưới của ông lại không nghĩ như vậy mà thay vào đó, họ hăm hở chạy đua với nhau để trở thành người đầu tiên đến thành phố. Tất cả đơn vị vì thế mà ồ ạt đến Nam Kinh với tốc độ chống mặt lên tới 40 km (25 dặm) một ngày. Chẳng hạn như Quân đoàn 10 đã chiếm được thị trấn then chốt Quảng Đức vào ngày 30 tháng 11, tức là sớm hơn 3 ngày so với kế hoạch dự định. Về phía Binh đoàn viễn chinh Thượng Hải thì họ chiếm Đan Dương vào ngày 2 tháng 12, sớm hơn 5 ngày so với dự tính. Để đạt được vận tốc như vậy, binh lính Nhật mang theo rất ít vũ khí và đạn dược. Bởi lẽ lính Nhật đi nhanh hơn cả tuyến đường tiếp viện nên họ phải mua hoặc cướp thực phẩm từ thường dân Trung Quốc trên đường đi.
Trong suốt cuộc tiến công, quân Nhật dễ dàng đánh bại sự kháng cự yếu ớt của lực lượng Trung Quốc vốn đã bị vùi dập từ trận Thượng Hải. Ưu thế hoàn toàn trên không cùng với lượng xe tăng dồi dào đều góp phần hỗ trợ quân Nhật. Về phía Trung Quốc, hệ thống phòng thủ của họ lúc này mang tính chất ứng biến và xây dựng vội vàng. Chiến lược phòng thủ của họ lại là tập trung lực lượng trên những khoảng đất nhỏ, tương đối cao nên dễ dàng bị đánh tạt sườn và bao vây.
Vào ngày 5 tháng 12, Tưởng Giới Thạch đến thăm một doanh trại phòng thủ gần Cú Dung để tăng cường sĩ khí cho binh lính. Tuy vậy, ông buộc phải rút lui khi Lục quân Đế quốc Nhật Bản bắt đầu tấn công trên chiến trường. Trong ngày hôm đó, các lực lượng con của Binh đoàn viễn chinh Thượng Hải chiếm đóng Cú Dung một cách nhanh chóng và sau đó tiến đến Xuân Hoa Trấn, một điểm then chốt thuộc tuyến phòng thủ ngoài Nam Kinh mà dự định sẽ đặt quân Nhật vào tầm ngắm của thành phố. Tại đây, Sư đoàn 51 của Trung Quốc tung lực lượng chủ lực vào giao tranh, liên tục đẩy lùi các cuộc tấn công của quân Nhật trước khi bị Binh đoàn viễn chinh Thượng Hải bẻ gãy vào ngày 8 tháng 12. Binh đoàn cũng chiếm luôn pháo đài ở Trấn Giang và thị trấn nghỉ dưỡng Đường Thủy Trấn vào cùng ngày. Trong khi đó, ở phía nam tuyến phòng thủ, các xe thiết giáp của Quân đoàn 10 đột kích ồ ạt vào cứ điểm ở Tướng Quân Sơn và Ngưu Thủ Sơn do Sư đoàn 58 của Trung Quốc trấn giữ. Binh lính Trung Quốc hùng hổ nhảy lên xe bọc thép của họ và cầm búa đập liên tục vào nóc phương tiện hét lên "Rời khỏi đây ngay". Nhưng sau khi màn đêm buông xuống chiến trường, Sư đoàn 58 cuối cùng cũng bị áp đảo vào ngày 9 tháng 12 với khoảng 800 người thương vong theo thống kê của họ.
Đến ngày 9 tháng 12, các lực lượng Nhật Bản đã tiến đến phòng tuyến Phú Khoác, tuyến phòng thủ hoành tráng cuối cùng của Nam Kinh. Tại thời điểm này, tướng Matsui soạn thảo một "lệnh triệu tập đầu hàng" yêu cầu quân Trung Quốc gửi những phái viên quân sự đến Cổng Trung Sơn ở Nam Kinh nhằm thảo luận về các điều khoản cho phép quân Nhật chiếm đóng thành phố trong hòa bình. Sau đó, ông cho một chiếc chiến cơ Mitsubishi Ki-21 rải hàng nghìn bản sao của thông điệp xuống toàn thành phố. Vào ngày 10 tháng 12, nhóm nhân viên cấp cao của Matsui chờ đợi xem liệu cánh cổng có mở hay không nhưng cuối cùng, Đường Sinh Trí không có ý định phản hồi.
Sau ngày hôm đó, Đường tuyên bố với quân của mình rằng "Quân đội chúng ta đã bước vào trận chiến cuối cùng để bảo vệ Nam Kinh trên phòng tuyến Phú Khoác. Mỗi đơn vị sẽ cương quyết bảo vệ đồn trú với quyết tâm sống chết cùng nó. Các anh không được phép tự ý rút lui khiến cho hàng phòng ngự sụp đổ." Phóng viên người Mỹ F. Tillman Durdin tường thuật tại hiện trường trận chiến có chứng kiến thấy một tốp lính Trung Quốc dựng chướng ngại vật, kết chúng thành hình bán nguyệt trang nghiêm và hứa với nhau rằng họ sẽ cùng hi sinh tại nơi họ đứng.