副官递过来的正是南京卫戍司令唐生智下达的“卫参作字第36号”命令。此命令正是对松井石根发出的《劝降书》的回应，也对日本最后通牒亮明了态度：
“（1）本军目下占领复廓阵地为固守南京之最后战斗，各部队应以与阵地共存亡之决心尽力固守，决不许轻弃寸土、摇动全军，若有不遵命令擅自后移，定遵委座命令，按连坐法从严办理。
（２）各军所得船只，一律缴交运输司令部保管，不准私自扣留，着派第７８军军长宋希濂负责指挥。沿江宪、警严禁部队散兵私自乘船渡江，违者即行拘捕严办。倘敢抗拒，以武力制止。”
唐生智发布的作战命令如凿子般猛戳着松井石根，使他原本狂躁的心瞬间冷却下来。
唐生智！我看你是不见棺材不掉泪啊—— 想到这里他猛地抬起头，眼中闪烁出如同豺狼般的凶光。
“传我命令，各地原地休整！务必于12月10日下午1时向支那首都发起总攻——”说完将身体再次躺倒在床上，闭着眼睛不再说话了。
松井石根发动总攻的命令被一道道看不见的电波传送到南京前线，而此时急不可耐的朝香宫鸠彦王已到达南京城下。他毫不理会第16师团中岛今朝吾的关于中国军队准备投降的情况，随即向麾下的第3、第6、第9、第16和第114共五个师团发出了总攻命令。在发出总攻命令的同时，这个屠夫禽兽还签署了“杀掉全部俘虏”的机密命令。
在攻城过程中，日军充分发挥了重炮和机动优势，并违背国际法使用了毒气弹。11月30日，日军第10军向中支那方面军（即华中方面军）和陆军总部呈送了关于攻克南京的意见的时候，就已经决定对南京使用芥子气和***了。而据当时的外电报道：参战的日军里就的确有野战瓦斯部队和野战化学实验部队。战后据日本老兵藤原审尔回忆：“我目睹过堆积在一起的数千具中国正规军士兵的尸体。看到如此多的正规士兵阵亡的尸体，在我的一生中是绝无仅有的。他们死亡的样子很奇怪，首先看不到外伤．．．．．他们可能是毒气熏死的”。这一系列的史料均证实了日军在进攻南京过程中有使用毒气弹的行为。
在重炮方面，日军就动用了五个重炮旅团中的两个。
我们在抗战影视作品上看到的日本炮兵，似乎只有九二步兵炮，六零迫击炮等那些小口径火炮，其实这是一种错误的认识（因为我们看到的影视剧大多是宣扬中国共产***下的敌后战场，而日本人不可能浪费这些重炮去消灭小米加步枪的八路军、新四军）。事实上日军重兵集团同样装备了不少大口径的重炮。在七七卢沟桥事变之前，日本就已经组建了五个重炮旅团。其中一个旅团部署在国内，隶属于日军第一近卫师团，负责防卫东京。随着侵华战争的全面爆发，其余四个旅团全都部署到了中国，其中关东军部署了两个，剩余的两个一个部署在华北方面军，另一个则是分配给了华中方面军。而华北、华中的第一、第二重炮旅团均参加了南京战役。
重炮旅团对于日本人来说已经是属于战略性质的部队了，一支标准的重炮旅团下设有两个重炮联队，其中包括大正七年式150mm口径的重加农炮30—40门，九零式240口径的重加农炮20门，九六式305口径的重型**炮10门。有的重炮旅团还配备有九八式320口径的臼炮3—6门。
这些重炮的威力那可不是闹着玩的——就拿九零式240重加农炮来说，他的炮弹每颗重达一百八十五公斤，装填时候需用专用的装填车辆才能装进炮膛里。它的射程达到了十六公里，落地时杀伤半径就超过了八十米，要是被这么一发炮弹命中野战工事，至少一个排的兵力要从建制里划掉，工事里的人不被炸死也要被巨大的冲击波给震死。至于口径更大的九八式320毫米的臼炮，光是炮弹重量就达到了三百公斤，在中国战场上一发炮弹下去，基本上一个连就会从人间蒸发了。
落后就要挨打——虽然抱着“城在人在”、“誓与南京共存亡”的决心，但仅凭一腔热血、血肉之躯，又怎能抵挡这些钢铁制成的庞然大物呢？
12月10日，日军用重炮轰开了南京光华门，双方开始反复争夺突破口。日军在气球的观察和指导下，炮击逐渐准确，猛烈的枪炮声震撼山谷。接着日军利用92轻型坦克沿着炸开的城墙缺口冲进光华门内，教导总队第２团，军士营和反坦克连发起猛烈反击恢复了阵地。 晚上8点，日军再次突入光华门，有1个军曹带领10多名日军已经到了城门洞内，5辆国军战车也配合发动反击，第2次收复光华门后，国军彻底用沙袋把城门堵死。并且国军在五龙桥到光华门布置了5道沙包组成街垒。并连夜调来汽油，把汽油桶放在城外城门洞内，还派了1个团长带领1个排携带10多挺轻机枪埋伏在城墙 上。11日拂晓，日军再次进攻，国军突然打开城门，谢团长带领1个排端着十几挺机枪一阵猛烈射击，汽油桶爆燃，日军全部死亡，只1人被俘。
从11日夜到12日中午，日军在中华门的攻击日趋激烈，日军直接以加农炮使用***射击国军的机枪堡垒，我军的堡垒纷纷被炸成碎渣。在炮火直射中幸存下来的国军88师2团指挥所因为地形隐蔽隐蔽才躲过一劫。夜晚，在南京郊外的田地，战斗还是继续，黑夜中到处都是手**的爆炸声。国军依托稀稀拉拉的洋房与敌人展开巷战。很快双方的炮弹来回穿梭，子弹发出狂风一般的吼叫，日军步兵跟在轻型坦克后面冲向国军阵地。
12月11日，日军第16师团猛攻中山门、太平门，负责守卫的国军87师坚决抗击。激战一整天毫无进展，被逼无奈的日军又从驻守镇江的第13师团中抽调山田支队（第13师团兵步第103旅团长山田指挥的步兵3个大队、山炮兵1个大队），从第16师团右翼加入战斗。
12月12日上午7点，日军从雨花台右侧突入，10多辆战车，20多架飞机掩护日本步兵猛击第74军第151旅赛公桥阵地，经过3个小时反复争夺，国军阵地失守。最后时刻，国军把所有的手**全部打开盖子用绳子把***连接，摆在阵地前。当日军再次发起冲锋到达阵地前沿的时候，爆炸声阵地动地。最后时刻第88师第262旅旅长朱赤和他的部下一起在雨花台殉国。
上午9点，日军在中华门和水西门之间轰塌了数段城墙，有200多日军突入。第74军第51师第306团第3营长胡豪选拔100名敢死队亲自带领向缺口反击。战斗中胡豪营长和团副刘历滋在反击中阵亡，团长邱维达负伤，这一天，仅第74军就损失超过3000多人。
12月11日夜，日军步兵第16师团第二十联队（因为联队长是大野宣明，所以又称大野部队）占领了中山门外的西山（孝陵卫附近的丘陵），12日夜占领四方城。13日凌晨，该联队派出一队侦察队侦察中山门的情况，结果发现中山门大门紧闭，中国军队已经撤退。该侦察队就用粉笔在城门铁扉写下“昭和十二年十三日午前三时十分，大野部队占领”的字样。
南京城率先陷落。
南京保卫战期间，蒋介石所在的武汉大本营对南京的战况也极为关注，每日均有询问及指示的电报。因为负责守卫南京大多是其最精锐的德械部队，为了避免这些部队被日军被敌全歼，随着战况发展蒋介石多次电令江北的顾祝同，要顾祝同以电话转告南京卫戍司令唐生智，要唐生智当晚渡江北上，并令守军相机突围。
而唐生智由于自己曾力主固守，现在若突然先行撤走，怕今后责任难负，因而要求必须先向守军将领传达清楚最高统帅的意图后方能撤离。无奈之下蒋介石只好亲自致电唐生智：“如情势不能久持时，可相机撤退，以图整理而期反攻。”当夜唐生智与罗卓英、萧山令等一干将领研究后，遂于12日下午五点召开高级军事会议传达撤退命令和计划。
当时会场一片沉寂。唐生智首先简要地说明当前战况，询问大家是否还能继续坚守。与会将领无一人发言。接着唐生智向大家公布了蒋介石发来的电文：“如情势不能久守时，可相机撤退，以策后图”。 宣布完毕，唐生智宣布了撤退命令，并指示了突围计划和集结地点，由参谋长周斓分发了参谋处已油印好的撤退命令及突围计划。
撤退命令及计划原文如下：
卫戍作战命特字第一号命令
12月12日15时于首都铁道部卫戍司令部
一、 敌情如贵官所知。
二、 首都卫戍部队决于本日（12日）晚冲破当面之敌，向浙、皖边区转进。我第七战区各部队刻据守安吉柏垫（宁国东北）、孙家铺（宣城东南）、杨柳铺（宣城西南）之线，牵制当面之敌，并准备接应我首都各部队之转进。芜湖有我第７６师、其南石炮镇有我第６师占领阵地，正与敌抗战中。
三、 本日晚各部队行动开始时机、经过区域及集结地区，如另纸附表规定。
四、 要塞炮及运动困难之各种火炮并弹药，应彻底自行炸毁，不使为敌利用。
五、 通信兵团，除配属外部队者应随所属部队行动，其余固定而笨重之通信器材及城内外既设一切通信网，应协同地方通信机关彻底破坏之。
六、 各部队突围后运动务避开公路，并须酌派部队破坏重要公路桥梁，阻止敌之运动为要。
七、 各部队官兵应携带4日炒米及食盐。
八、 予刻在卫戍司令部，尔后到浦镇。
计附表第一、第二两纸。
附表第一为“南京卫戍军突围计划”，其内容为：
（一）74军由铁心桥、谷里村、陆郎桥以右地区突围，向祁门附近集结。
（二）71军、72军自飞机场东侧高桥门、淳化镇，溧水以右地区向敌突围，向黟县附近集结。
（三）教导总队、66军、103师、112师自紫金山北麓、麒麟门、土桥镇、天王寺以南地区向敌突围。教导部队向昌化附近集结，66军向休宁附近集结，103师、112师向于潜附近集结。
（四）83军于紫金山、麒麟门、土桥镇东北地区突围，向歙县附近集结。
以上各部队突击时机为12日晚11时后开始，但83军为13日晨6时。
（五）第2军团应极力固守乌龙山要塞，掩护封锁线，于不得已时渡江，向六合集结。
（六）36师、宪兵部队及直属诸队依次渡江（另有渡江计划表），先向花旗营、乌衣附近集结，但36师应掩护各部队渡江（后），然后渡江。