使用的兵力为5个军，其中一线阵地为3个军，预备队1个军，江北岸浦口1个军，总兵力为5个军共15个师。
这个计划经过军委会执行部请示大本营核准后，即由南京警备司令部制定阵地编成、火力配置及工事构筑计划。在制定计划时，才发现原来参谋本部城塞组构筑的既设永久工事，大部分根本没按纵深配备和侧射、斜射的火网要求构筑的。工事位置未注意隐蔽，大都选在山顶部或棱线部分，也没有一个阵地编成计划和要图，仅有一个工事位置图供参考。
“他妈的，参谋部这帮家伙简直是白痴！”警备司令部的参谋们气得大骂不止。没办法，这些花费巨大建成的钢筋混凝土永久工事成了摆设。除部分工事可作为观测、指挥所使用外，大多数都用不上，只好重新选定位置，另行构筑。但参谋处人手太少，派不出人到现地普遍侦察，只由主管作战的参谋凭着五万分之一的地图标定位置。结果，这个事关南京存亡的南京防御计划中的阵地编成和火力配置，成了名符其实的纸上谈兵。
10月份，南京警备司令部改编为首都警卫军，谷正伦任军长，但是人员编制依旧，只是由军校分来几个毕业生到司令部担任绘图和兵力登记等工作。
南京防御计划虽已制定出来了，但大本营并未指派防守使用的部队。结果，谷正伦的首都警卫军实际上是个空架子。
南京城决战迫在眉睫的时候，谷正伦突然向蒋介石请求辞去首都警卫军军长的职务，原因是他的老毛病胃溃疡又犯了。结果，谷正伦带着他的宪兵司令部一起撤退到湖南去“养病”了。
原警卫军司令部参谋处人员编入了卫戍司令长官部。唐生智在决战前夕，把参谋等一干人召集起来，和大家推心置腹地说：“谷司令有病到后方休养，防守南京的任务，只好由我承担起来了。我是统帅，守土有责，决心与南京共存亡。南京失守，我亦不生。你们是幕僚，和我所处地位不同，我不要求你们和我一道牺牲，万一城破，你们到时候还可以突围出去。我只要求你们在我活着的时候，坚持工作到底。”
唐生智的讲话声音虽然很低，却字字沉重，幕僚们听得真真切切。
“长官，我们愿和你一起战斗到底！”
唐生智和部下们的眼睛都湿润了。
南京外围阵地的战况很糟，纸上谈兵的阵地编成和火力配宜加上仓促修筑，其作战效用大打折扣，加上外围阵地的守军多是从上海败退的残缺部队，老兵很少，新兵大都尚未受过训练，战斗力很差。有的新兵刚刚学会放枪没两天就上了战场，手榴弹不拉火就扔了出去，要不就是扔在阵地上，反倒炸伤了自己人。但是守军们仍然顽强抵抗，最后终于不支。到12月8日，日军攻破了外围阵地，直扑南京近郊，古城的城墙已经遥遥在望了。
唐生智急命部队退守复廊阵地。伺时把部队重新部署：右侧支队，固守板桥镇大山一线；
第74军的第51师、第58师固守牛首一带据点和河定桥一线；
第88师固守雨花台；
第71军的第87师固守河定桥至孩子里江南铁路北一线；
教导总队固守紫金山。
第2军团守杨坊山及乌龙山一线及乌龙山要塞；
第36师固守红山、幕府山一带；
第66军至大水关附近集结待命；
第83军的第156师及第36师一个团在青龙山、龙王山一线掩护撤退。又命在镇江的第103师、第112师向南京急进。
10几个师10多万人马齐集南京。除挹江门外，南京城门都紧闭，并用多层沙袋加固城门工事，守城部队严阵以待。中国军队在南京城四周收拢成一只巨大的拳头，就等着日军往这只铁拳上撞了。
12月9日，南京复廊战正式开始。
清晨，六七十架日机掩护着地面部队向中国军队的阵地发起猛攻。日军的炮弹炸弹铺天盖地在中国守军阵地和南京城内外炸响。
日军的一架飞机飞临南京城上空，盘旋一圈以后，投下了一包东西。奇怪，这东西落地以后并没炸，守城士兵跑过去一看，原来是一个空投袋，上书“南京卫戍司令长官唐生智收”。于是，赶紧送交司令长官部。
唐生智展开一看，只见上面写着“投降劝告书”几个大字。下面写道：
百万日军已席卷江南，南京城处于包围之中，由战局大势观之，今后交战有百害而无一利。惟江宁之地乃中部古城、民国首都、明孝陵、中山陵等古迹名胜猬集，颇具东亚文化精髓之感。日军对抵抗者虽极为峻烈而弗宽恕，然于无辜民众及无敌意中国军队，则以宽大处之，不加侵害；至于东亚文化，尤存保护之热心。贵军苟欲继续交战，南京则必难免于战祸，是使千载文化尽为灰烬，10年经营终成泡沫。故本司令官代表日军奉劝贵军，当和平开放南京城，然后按下办法处置。
大日本陆军总司令官松井石根
对本劝告的答复，当于12月10日正牛交至中山路句容道上的步哨线。若贵军派遣代表司令官的责任者时，本司令官亦准备派代表在该处于贵方签订有关南京城接收问题的必要协定。如果在上述指定时间内得不到任何答复，日军不得已将开始对南京城的进攻。
唐生智看罢冷笑一声，把劝降书撕得粉碎：“传我的命令，准备与日军决一死战。各部队要与阵地共存亡，擅自撤退者按连坐法严惩不怠！”
日军劝降不成，恼羞成怒，向南京发起更加猛烈的进攻。一时间，南京城外炮声隆隆，杀声震天，天昏地暗，日月无光。10万中国军队与强大的日军展开了抗战以来绝无仅有的殊死搏斗。城外，两军厮杀，血流成河。城内，唐生智沉着镇定，一如平日。
在隆隆的枪炮声中，唐生智照例每日傍晚在庭前散步，侍从身背大暖瓶，手捧茶壶和三炮台跟在后面服侍。每隔几分钟，唐生智就要用热毛巾擦擦脸，轻轻地品一口香茗，然后又不紧不慢地吐出一串串烟圈，那副悠然自得旁若无人的模样，仿佛这场血战根本就没有发生。
回天无力，饶国华将军杀身成仁
日军兵分3路气势汹汹奔南京杀来。一路上攻城掠地，阳光下的太阳旗像一张张开的血盆大口，一座又一座中国城池成了这张贪婪大口中的肥肉。东路日军沿沪宁铁路一鼓作气攻取镇江；中路日军沿宜兴、溧阳、句容直逼南京，12月4日攻陷句容，6日进犯淳化镇、汤水镇，7日进逼栖霞山；南路日军进犯长兴、文德、泗安，直取芜湖，企图截断南京退路。
“占领敌国首都，迫使中国屈服”松井石根对大本营的战略企图心领神会。他现在的任务，早已经由上海会战时的所谓“保护侨民”变成了“挫败敌人战斗意志，获得结束战争的机会。”
战事一开，大日本皇军所向披靡，再不需要师出有名，为下一步的行动寻找借口了。松井石根毫不掩饰这场战争的目的。这位熟知中国历史的敌酋，在日记中写道：“余须谨奉大命，全察圣旨所存，惟仁惟威，举所谓破邪显正之宝剑诛杀马谡。”这个法西斯侵略头目居然自诩为挥泪斩马谡的诸葛亮。他杀气腾腾地叫嚣：“降魔的利剑现在已经出鞘，正将发挥它的神威。”强盗闯进别人家里杀人放火，还要贼喊捉贼。好一个强盗逻辑。
眼下，松井石根知道南路部队所攻掠的各地均在蒋介石预先设防的国防线之外，广德属安徽，泗安属浙江，长兴属江苏，均在太湖之西、南京以南。如果该路部队迅速挺进，抢先占领位于南京侧后方的芜湖，就可以截断南京守军退路，南京垂手可得。于是，他命令第18师团牛岛部队越过太湖，迅猛攻击，直取芜湖。在这条防线上防守的是川军刘湘所属第23集团军。身为总司令的刘湘称病未到前方，在第一线指挥的是集团军副司令兼21军军长唐式遵。 淞沪会战败阵以后，蒋介石无兵可调，捉襟见时，这才命刘湘所属2个军共5个师、2个旅去守广德、泗安、长兴一线。郭勋祺的144师任左翼，向长兴推进；饶国华率145师，刘兆藜率146师任右翼，固守广德；杨国桢的147师和陈鸣谦的148师共守泗安；独立13旅和独立14旅配守广德。
苏州、常州已相继失守，退下来的部队秩序混乱，士气低落。日军牛岛师团在南路进展神速，军情紧急。可唐式遵总司令还没到任，潘文华副司令只好先紧急召集各师师长开会。
川军是杂牌军，装备极差，一个连还配不了一挺机枪，一个师才有几门小炮，步枪大多是满清留下来的“老毛瑟”。不过，最差的是“四川造”，打上几十发子弹，就拉不开栓了。川军士兵身背斗笠，脚蹬草鞋，手拿老掉牙的步枪，看着那些装备德国造步枪、机枪、大炮的中央军狼狈不堪地败下阵来，心里能不犯嘀咕吗？
“中央军那样好的武器都抵不过日本鬼子，我们这些破铜烂铁，咋个得行嘛。”
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潘文华一听这话来了气：
“委员长命令我们抗击敌人，不是要我们发牢骚。有牢骚等打败敌人再发不迟。日本人不是铁打的，我们的枪虽然不好，可我们的子弹照样可以打穿日本鬼子的脑壳！”
大个子郭勋祺跳起来用毛笔写了六个大字：“胜则生，败则死”，高高举在众人面前，然后，他跳到会场中央，瞪大眼睛大声喊道：
“有种的，就要下这样的决心，跟敌人拼个高低。敢么？”
“敢！”一时间，会场上群情激奋。
日军开始进攻了，空中有飞机掩护，陆上有炮火支援，144师郭勋祺的部队却凭着步枪手榴弹一次又一次打退了敌人的疯狂进攻。正打得兴起，军部来了紧急命令：“立即后撤到广德。”
原来，日军牛岛部队一部进攻长兴、宜兴、泗安，另一部进攻广德。潘文华军长、饶国华师长和田兴五旅长率部顽强抵抗，敌人寸步难行。
饶国华的145师担任正面阻击，能否顶住事关全线大局。潘文华给饶国华下了死命令：”打到一兵一卒，也要坚持到底。”饶国华的回答只有五个字：“人在阵地在。”
日军数十架飞机和重炮向145师阵地狂轰滥炸，阵地几乎被夷为平地，饶国华的指挥所也被炸塌了。他伏在弹坑里继续指挥战斗。
正在双方激战时，一股敌人蜂拥冲破了阵地的一角，一下子冲垮了防线，潘文华只好下令全线撤退，广德又落入日军之手。饶国华悲愤交加，他恨不得亲手宰了团长牛汝泽，要不是他不听指挥，擅自撤退，广德不会丢。按军法该把牛汝泽就地正法。可是，军部没下令，总司令唐式遵那儿也没动静。等来等去，等来了战区司令长官顾祝同签署的一纸命令：
“广德之战，牛汝泽团长奋战临敌，功在史册，着即晋升为旅长。”
这真是一个晴天霹雳，打得饶国华五内俱焚。半晌，他终于想明白了，牛汝泽不是唐式遵的亲信吗！
饶国华
饶国华一腔热血刹那间冷却下来，他提笔写下致家属及唐式遵总司令、刘湘司令长官的信，然后嘱咐卫士面向文德城铺好卧毯，饶国华盘腿端坐卧毯中间，面对广德方向大呼：“威谦第二如此强盛都要灭亡，何况你小小日本，将来亦必灭亡！”说罢，向敌军方向怒目而视，拔出手枪对准了自己的太阳穴扣动了扳机……
11月25日，日军攻陷无锡。北路日军攻占镇江之后，11月7日进抵南京远郊栖霞山。12月8日汤山失守。中路日军先后攻陷溧阳、溧水，12月9日攻克淳化镇、牛首山。
南路日军攻占泗安、长兴、广德之后，2月7日攻占宣城，12月8日占领芜湖，12月11日占领南京与芜湖之间的当涂。南路日军国崎支队由当徐渡江向南京江北的浦口包抄。
至此，南京外围阵地于12月9日全部丢失。这时，南京城外的主阵地，只剩下乌龙山炮台、紫金山和雨花台了。日军四面紧缩包围圈，共9个师团20多万人马，加上海空军的支援，把南京城围得铁桶相似。
守卫紫金山的是桂永清指挥的教导总队。这支部队是根据德国顾问法根豪森的建议，按照德国步兵团的编制编成的。它的前身是中央军官学校教导总队。经过扩编之后，作为德式步兵团营连战术的示范部队，由曾在德国步校毕业的桂永清任总队长，由15名德国顾问分别担任步兵、骑兵、炮兵、工兵、辎重后勤等专科的指导，完全按德式训练方法进行训练。教导总队开始只有两个团，加上直属分队，共有官兵约9000多人，驻在南京中山门外孝陵卫。
这支部队表面上是德式团营连战术示范队，实际上成了蒋介石的“铁卫队”。按照桂永清的话说：“我们教导总队就是校长的铁卫队，要仿照希特勒的铁卫队进行组织和训练，要切实注意部下的思想行为，要训练他们忠于党，忠于领袖，要使他们成为拥护领袖的最忠实的铁卫队员。”于是，总队内部成立了复兴社支部，支部之内又有一个核心组织——力行社，桂永清亲自任组长。淞沪会战打响之后，教导总队迅速扩充为9个团，分为3个旅，约43000人；桂永清仍为总队长，邱清泉任参谋长，周振强任副总队长兼第1旅旅长，胡启儒任第2旅旅长，马威龙任第3旅旅长。
11月9日教导总队从上海撤退回到南京，经过补充，兵力仍有30000余人，况且装备精良，仍然保持了很强的战斗力。当时许多人自知南京守不住，避之尤恐不及。桂永清不愧是蒋介石的亲信“铁卫队长”，他摸透了蒋介石“以守求和”的心思，断定守南京是个不会亏本又名利双收的好机会，此时不在老蒋面前表现一下更待何时。于是，他信心十足地去见蒋介石。
蒋介石也在为这支铁卫队的去留犹豫。
“现在大家都害怕守南京，你们教导总队怎么样？”
“报告校长！”桂永清垂