京城垣多处，又以坦克掩护步兵冲锋。守军虽英勇无畏，终因寡不敌众，火力太弱，形势日益险恶。
已到江西的蒋介石，日夜关注南京战局，他发觉劣势已难以挽回，于11日夜发电报给唐生智：“如情况不能持久时，可相机撤退，以图整理而期反击。”
12日，日军分兵突破石头城，抗日官兵仍然进行了悲壮的抵抗，展开了激烈的巷战。各自为战，与侵略者刺刀拼刺，杀声震天，不惜以身殉国。守军奉命撤退了，但是早就被日军分割包围的他们，已经无法统一行动。于是，外围的部队撤走了，城里的部队则永远被围在了城里。最后，守卫南京的10余万大军中，约有9万在不构成对敌人威胁的情况下被屠杀了。
日本侵略军付出沉重的代价。12月13日，占领南京后，在裕仁天皇的叔父朝香宫的授意下，谷寿夫执行了对南京军民两个月的血腥大屠杀，前后共屠杀约30万人之巨。
在南京陷落前夕，1937年12月7日上午5时45分，蒋介石悄然离开南京赴赣。8时，达到江西慨然而叹日：“风景依然，归势大变矣。”