1937年11月20日,中日军队在苏州、常熟发生激战;同一天,唐生智宣布南京开始戒严。南京卫戍司令部指挥机构名单已于两天前出炉:司令长官唐生智;副司令长官罗卓英、刘兴,参谋长周斓,副参谋长佘念慈。此时列入南京卫戍部队的只有第36师、第87师、第88师、教导总队、宪兵部队和警察部队。蒋介石并不满意这些兵力的投入。随着部队不断从前线溃退下来,蒋又亲自进行了调动:命令驻扎湖北的徐源泉的第2军团星夜驰援南京;随后又将广东的第66军、第83军以及俞济时的第74军划归南京卫戍军战斗序列。这样,南京卫戍军最后的战斗序列为:
第71军(军长王敬久),辖第87师(师长沈发藻);
第72军(军长孙元良),辖第88师(师长孙元良兼);
第78军(军长宋希濂),辖第36师(师长宋希濂兼);
教导总队(总队长桂永清,参谋长邱清泉),辖第1旅(旅长周振强)、第2旅(旅长胡启儒)、第3旅(旅长马威龙);
宪兵部队(副司令肖山令,代司令职),辖第2团(团长罗友胜)、第10团(团长陈烈林)、和教导第2团(团长周竞仁);
第74军(军长俞济时),辖第51师(师长王耀武)、第58师(师长冯圣法);
第66军(军长叶肇),辖第159师(师长谭邃)、第160师(师长叶肇兼);
第83军(军长邓龙光),辖第154师(师长巫剑雄)、第156师(师长李江);
第2军(军长徐源泉),辖第41师(师长丁治磐)、第48师(师长徐继武)。
战斗开始后,12月10日,又有从镇江、江阴撤回到南京的103师残部(由副师长戴之奇统领)由太平门入城,后驻守中山门至太平门一线。该师只有3个团,2000多人。另外还有第112师一部。此外,首都警察部队也加入战斗。在这些队伍中,守卫下关的第36师是总预备队。
1937年11月22日,蒋介石在任命唐生智为南京卫戍司令后,对全城防御工事进行了首次巡视;转天,蒋亲临常州前线,鼓励将士奋勇杀敌。此时,无锡至江阴一线处处激战。
11月25日上午9时左右,日军飞机再次来袭。当时,中国的两架侦察在侦察日军行军情况时,遭到3架日军作战飞机的拦截和尾随追击。进入紫金山上空后,停在南京飞机场的中国空军为数不多的作战飞机(有苏联支援飞行员参战)立即升空迎敌,加上高炮阵地的火力支持,终于驱走敌机,中国的侦察机安全降落。在这一天,蒋介石正式向外界发表谈话,表示将以全力保卫首都南京。
11月27日,唐生智以南京卫戍司令的名义召开新闻发布会。在发布会上,他谈到守土抗敌是中国革命军人的职责,他必将使日军付出巨大代价,他本人将与南京共存亡。在此之前,他向蒋介石的表态是:“临危不乱,临难不苟。”当时,日军从东、南、西三个方向合围而来,南京只剩下下关江边一个出口。在这种情况下,唐生智下令撤掉从下关到江对岸浦口和上游武汉的渡轮,收缴江中所有船只,交由防守挹江门的宋希濂的第36师看管;同时,发布命令,如有谁敢于擅自渡江,防守挹江门的宋希濂的第36师和长江北岸的胡宗南部可开枪射击。玉碎而亡的决心,似乎已成了。
南京防线随之确定:
第一道防线即外围防线:自大胜关,经牛首山、方山、淳化镇、汤山,到龙潭。在这一弧形防线附近又有秣陵关、板桥、江宁、栖霞山、马群、麒麟门、仙鹤门、尧化门、高桥门等阵地;
第二道防线即复廓防线,以清凉山、雨花台、紫金山、幕府山、下关等南京近郊区域为阵地;此外还有长江防线:以江阴要塞、镇江要塞、乌龙山炮台和狮子山炮台为依托,封锁江面。
具体部署如下:
复廓阵地:
宋希濂的第36师守挹江门、下关;
桂永清的教导总队主力守紫金山,一部守光华门、中山门、太平门;
孙元良的第88师守中华门、雨花台;
萧山令的宪兵团守清凉山、草场门。
外围阵地:
叶肇的第66军守汤山至淳化镇以东一线;
徐源泉的第2军团(12月7日抵达南京)守栖霞山、乌龙山、龙潭一线;
俞济时的第74军守淳化镇、牛首山至江心洲一线;
邓龙光的第83军、沈发藻的第87师守镇江。
在这个名单里,包括11月27日从上海前线退至南京的嫡系俞济时的第74军,以及孙元良的第88师、沈发藻的第87师、宋希濂的第36师和桂永清的教导总队。当看到教导总队时,蒋介石唏嘘不已。教导总队由中央军校的青年学生组成,装备精锐,多年来驻扎南京,一直为其倚重。淞沪战起后,教导总队一部驰援上海,参加了争夺张华滨的战斗。南京保卫战开始后,对南京地形甚为熟悉的总队扩编为3个旅,全部放在南京了。南京守得住吗?又能守多少天?蒋介石的内心实际上一片茫然。
11月的最后一天,日军飞机大批出现在南京上空,狂乱轰炸中,城内多处起火,市民死伤无数。由于中国作战飞机有限,所以对日机的施暴,主要以防空高射炮应对。当日,日机投弹的爆炸声和中国高射炮阵地的开火声连成一片,其中一加日机被击中坠毁于城内夫子庙附近,引得市民们欢呼并前来观看。击落此架飞机的是炮兵第42团第1营高炮第3连沈咸部。该部1排全体官兵被蒋介石记三等功,奖银洋500块。
中日南京之战日益激烈。
1937年11月20日的时候,国民政府已经正式向全国发表宣言,决定迁都重庆。在更早的10月29日,蒋介石在最高国防会议上作了题为《国民政府迁都重庆与抗战前途》的报告。严格地说,国民政府作出迁都的决定,意已表明与日本作战的决心,预示着抗战的总爆发。宣言中,国民政府措辞激烈:“自卢沟桥事变发生以来,平津沦陷,战事蔓延,国民政府鉴于暴日无止境之侵略,爰决定抗战自卫,全国民众同仇敌忾,全体将士忠勇奋发,被侵各省,均有剧烈之奋斗,极壮烈之牺牲。迩者暴日更肆贪黩,分兵西进,逼我首都。察其用意,无非欲挟其暴力,要我为城下之盟。为国家生命计,为民族人格计,为国际正义为世界和平计,皆已无屈服之余地,凡有血气,无不具宁为玉碎,不为瓦全之决心。国民政府兹为适应战况,统筹全局,长期抗战起见,本日移驻重庆,此后将以最广大之规模,从事更持久之战斗,以中华人民之众,土地之广,人人抱必死之决心,以其热血与土地凝结为一,任何暴力不能使之分离……”
在此之前,国民政府拒绝了德国驻华大使陶德曼转达的日本方面提出的7个旨在肢解中国的停火条件:一、内蒙古自治;二、扩大华北自治范围;三、上海停战区扩大,由国际共管;四、中国停止一切排日、抗日活动;五、共同防共;六、减低日货关税;七、尊重外国在华权利。