可以说，日军的兵力火力都非常强大，敌我力量极为悬殊。
日军胃口很大，完全是想将在南京的国军包括尚没有撤退出沪宁杭的国军主力全部吃掉。
那么目前在外围想阻挡住日军20多万大军并不现实，实际上国军在沪宁杭的剩余部队近40万大军除了8万多人留在南京，还有几万部队在外围节节抵抗，阻挡日军推进以外，大部已经撤退到安徽，浙江，以避免被日军合围歼灭。
两路日军从11月中旬开始从上海出发扑向南京，一路烧杀抢掠，无恶不作，到了12月初已经先后攻到南京附近。
南线日军柳川平助麾下的第114师团在12月3日突破88师和74军的防御进入南京南边仅仅50公里的溧水县（今天叫做南京市溧水区）。
第6师团和第18师团继续前进，攻打安徽当涂和宣城，一旦这两地被攻占，日军再占领芜湖，马鞍山，也就完全切断南京守军南边，西南面的退路。
北线日军第18师团，第9师团突破83军和66军警戒，在同日占领南京东边也有50公里的丹阳，金坛，向句容方向急进，第6师团包抄南京城东面江宁县的秣陵关。
南京的东面也被日军封锁。
除此以外，日军海军正在努力沿着长江西进，暂时被阻挡在镇江要塞。
而第13师团此时已经在攻打镇江，看起来镇江要塞守不了多久。
一旦镇江失陷，日本海军也就逼近了南京江面，只要继续西进，就可以完全封锁南京北面和西面的长江。
这样南京的东南西北就完全被日军合围，8万国军恐怕就是全军覆没了。
从12月3日开始，日军攻入南京外围的句容，丹阳，镇江县城，两军开始了南京保卫战的外围作战。
当时国军外围阵地守军如下：
孙元良88师在南京城东郊江宁县防守；
俞济时74军在南京城东郊区江宁县淳化镇到城南郊区牛首山一线防守；
叶肇粤军66军在南京城东郊区江宁县的汤山伏牛山到淳化镇一线防守；
徐源泉第2军团防守在南京城东郊区江宁县的汤山伏牛山到龙潭一线防守；
邓龙光粤军83军向镇江，丹阳一线增援（当时王敬久的87师还在镇江驻守，协助防御镇江要塞）。
其他的36师，中央教导总队和宪兵部队都在城郊待命，作为总预备队，其实也就是救火队，哪里守不住了就去增援。
简单来说孙元良88师在城最南面，往东北方向依次是74军，66军，第2军团，这几支部队在外围形成一个半圆守卫南京的东部和南部（南京的北部和西部是长江），83军则在外围机动作战。
在南京外围激战开始时，日军包围圈已经基本形成，而当时的蒋介石居然仍然在南京。
12月4日，蒋介石亲自去富贵山，尧化门，仙鹤桥，孝陵卫等地视察防务，并且给守军打气。
由于守军普遍疲惫不堪，士气也不像淞沪会战时候那么强，蒋介石告知他们近期滇军将会赶到，作为南京的支援部队。
其实这不过是蒋鼓舞士气的手段，当时滇军总兵力不过3万多人，战斗力也是国军中比较弱的，怎么可能击破20多万日军的围攻呢？
3日两军接触，进行小规模的战斗。刚到4日，日军主力就纷纷杀到，战斗立即升级。
先是粤军66军2个团在句容和日军遭遇，日军和66军碰了一下就后撤，其实这股是侦察部队，他们在等待后面大部队上来。
66军派出一个团追击这股日军，将其击溃，但追击期间该团遭遇日军大部队，赶忙后撤，经过苦战方才突围成功。
此战虽然凶险，但国军已经得知日军主力杀到南京郊区。
之后日军分七八股四面进攻南京外围阵地，其中一股居然从容进入国军突前的66军侧后，险些将其退路切断。
唐生智见情况紧急，赶忙调动宋希濂的德械36师的一个主力团赶往接应，将66军接应了出来。
同时唐生智命令还在镇江丹江的王敬久的87师，邓龙光83军赶忙回援南京。
这两支部队迅速退回南京一线，当他们还没有到南京的时候，南京外围激战已经开始了。
当时南京外围战斗可以说是顾此失彼，漏洞百出，就比如防守部队居然能被进攻部队抄了后路，其实就是一句话：兵力不足。
南京周边花费约2年时间，修建了两道阵地，包括外围阵地和城防阵地。
按照当时修建的规模，这两道阵地和必要的预备部队，至少需要5个满员军，15个满员师，25万人左右。
现在仅靠这8万人，自然是远远不够的，连占领整条阵地其实都是困难的。
以74军为例，他们直到11月中旬才奉命从上海撤退，并且还作为后卫部队狙击日军攻击部队。
74军师是最后一批从上海撤出的部队，当他们从上海青浦撤退的时候日军一部已经在他们身前几十公里的苏州，超越了他们一天的路程。
此时74军等于被日军包围在后方了。
好在74军战斗力很强，组织严密，他们在江南老百姓帮助下，巧妙的突破日军多道封锁线。经过一路激战和300公里急行军，最终在11月28日才退到南京近郊。
由于损失很大，一路强行军，部队极为疲惫。当时包括俞济时军长在内的军官都向蒋介石要求撤到安徽后方去。因为部队损失大，不经过2，3个月的休整根本无法恢复战斗力。
不过蒋介石却没有同意，因为当时周围已经无兵可用，74军作为仅剩的战斗力较强的部队，也不得不用在南京了。
当时命令74军固守南京外围防线的淳化镇（51师防守）和牛首山（58师防守）。
光看这两个地名，如果你不是南京人可能不觉得什么，其实淳化镇在南京城郊的东边，而牛首山则在南京的南面。仅仅一个军的2个师，居然被拆散到两个相距如此之远的地方使用，可见当时南京守军兵力实在是捉襟见肘了。
这里之前已经修建了一些比较坚固的工事，但当74军官兵到达这条防线的时候却很不满意。
这些所谓的坚固永久性工事修建的很差，同之前的吴福线，锡澄线一样，碉堡只注意发扬火力而不注意隐蔽。
很多碉堡修建在山顶和山棱线上，非常显著，几里外就可以看到。
这种工事都是钢筋水泥结构，如果对付国内各派系军阀和红军是足够了，因为他们都没有什么重武器，光靠轻重机枪和迫击炮打不坏这些工事。
但对付日军则不行，因为日军有大量的山炮野炮，可以跟随一线部队前进。这种碉堡虽然坚固，不可能抵抗这种火炮的打击。日军几炮下来，这些碉堡基本都被摧毁，里面的国军官兵不是被炸死就是被震死，其实起不到什么作用。
单纯就碉堡设计来说，技术基本还是民国初年那种，碉堡的射击孔太大，以便于观察和发扬火力，但在30年代就是落后的设计。
日军进攻部队哪怕没有火炮，也可以用轻重机枪封锁碉堡射击口，让碉堡无法发挥作用。
说一千道一万，其实这也是中华民国军力低下的一种表现，这些精心建造的首都防御工事也就这种水平。
74军在南京外围基本没有修整，刚到驻地就忙着抢修工事。
抢修了刚刚一周，工事尚且没有修好，日军已经在12月5日到达淳化镇附近同74军51师激战。
同时日军一部也逼近牛首山，同74军58师激战。
日军进攻部队数量众多，第一股在淳化镇攻击的日军就有2000多人，配有火炮10门，和数辆坦克。
之后逐步增加到近1万人，驻守淳化镇的74军51师仅有6000多人，还有约一半是新兵，战斗力是不及的。
虽然敌我力量悬殊，74军号称五大主力之首，自然不是泛泛之辈，他们集中火力将进攻日军连续击退，一次次的将日军顶回去，前后击退了日军10多次进攻。
日军见不能击破74军防御，立即继续增兵，并且使用了大量坦克配合作战，日本空军飞机也赶来轰炸。
由此，两军在这两地激战了整整2日，战斗极为激烈，国军碉堡大部被击毁。
2日战斗中，74军王耀武51师6000多人中损失1500人。
而冯圣法58师仅仅在8日一天就伤亡800多人。
51师151旅305团团长张灵甫也受重伤（张灵甫在1936年因为怀疑妻子是共产党间谍，还在窃取他的秘密资料，在没有确切证据情况下居然将其开枪打死。当时民国妇女组织要求将他枪毙，政府因为考虑其以往有战功，将他判刑10年。抗战开始以后，张灵甫自告奋勇戴罪立功，被批准回到战场）。
到了9日，经过3天3夜激战，日军已经突破淳化镇和牛首山部分阵地，74军仍在奋力死守。
此时却接到唐生智电话，命令他们放弃外围阵地，立即退到最后的城防阵地来。
因为当时南京其他防线板桥，汤山，栖霞山等已经被日军攻破多处，74军继续死守这两点已经没有意义。
74军全军撤退回南京水西门，进入南京最后一线阵地。
战斗力最强的74军如此，其他各部也差不多。
打到12月6日，日军攻占安徽宣城，江苏句容，镇江，除马鞍山、芜湖尚未占领外，镇江、句容、汤山、淳化、秣陵关已在长江南对南京形成了包围的态势。
由于镇江炮台死守和长江流域的水雷密布，日本海军一时无法突破镇江水域西进，南京城北面长江一线的包围还没有形成，但12月8日日军已经从江阴北渡长江，沿着长江北岸向南京北面的浦口进军，看来北面的包围圈也逐步形成了，预计最迟12月13日左右，日军就可以封锁长江。
南京情况已经非常危急，四面包围圈更是已经形成。
在这种情况下，蒋介石本人才在12月7日晨5时乘美龄号专机飞离南京，赴武汉统帅部。
当时日军飞机一天几次飞往南京轰炸，此时撤退是非常危险的。
为什么拖到这个时候才走，除了蒋介石用行动告知部下自己不怕死以外，更有一种不愿离开首都的心理。
他在日记中写道：对上对下，对生对死，对艰难缔造之首都实不忍一日舍弃，依依之心不胜言矣。
最后他在7日凌晨5点，乘着天刚亮，日机赶来轰炸之前，乘坐专机离开南京。
其实这也是很危险的，如果此时遭遇日军战斗机伏击，恐怕整个抗战历史就要改写了。
而蒋的贴身卫兵大部分则在城破之前12月11日才勉强北渡长江，离开南京这座危城。
在蒋介石离开南京的同时，日军也基本攻破了南京外围阵地。
经过5天的外围激战，由于敌我力量悬殊，加之国军兵力太少，不足以面面俱到，国军外围阵地多处被日军攻破。唐生智下令各部放弃外围阵地，火速向最后一线的城防阵地撤退。
其实此时按照一般军事角度来看，南京已经无法守住。南京城防阵地无险可守，条件还不如南京外围，而日军进攻部队又远远强于防守的国军。
用刘斐的观点来说，此时就应该果断放弃防御，乘着日军包围圈还不严密，果断突围出去就是了。
但唐生智并没有这么做，因为战斗刚打了5天，在他看来尚且可以守一段时间。
12月8日至9日，国军各部退到城防工事。
而日军进攻主力已经基本到位，担任攻击南京城的敌第6、第114、第9、第3、第16师团，于12月8日到达攻击位置。各师团的炮兵部队已进入了阵地；300辆坦克和装甲车部队已集中到待机地域并选定了攻击路线。
由于日军攻势很猛，日军一部甚至化妆跟随撤退的国军部队突入南京城墙下。
一部居然突然乘虚从光华门突入，国军调动部队经过激战才将这股日军歼灭。
从这天开始，就是最激烈的南京城下的4日激战。
处于第一线主攻南京城防阵地的为日军5个师团，总兵力18万人，外围还有3个师团的部队，总兵力24万。
朝香宫鸠彦王的上海派遣军：
第16师团进至麒麟门、苍波门一带；第3师团，第9师团进至光华门外，占领了大校场及通光营房；第13师团向乌龙山、幕府山炮台进攻。
柳川平助的第10军：
第114师团进至雨花台南；第6师团进至雨花台西，其左翼一部占领大胜关。
日军集中所有重武器疯狂攻击南京城，其中光是飞机就有60，70架反复轰炸城内。各种大口径火炮更是把南京各阵地打成一片火海。
