南京外圍陣地被突破後，守軍倉促撤退，日軍乘勢追擊，以致複廓陣地尚未占領穩固，即被日軍突破。
9日拂曉，日軍第16師團進至麒麟門、蒼波門一帶；第9師團進至光華門外，占領大校場及通光營房。第114師團進至雨花台南；第6師團進至雨花台西，其一部占領大勝關。
守軍第60軍退至大水關、燕子磯整頓；第74軍退守水西門內外。
日軍一方麵進行攻城準備，一方麵用飛機向城內中國守軍投撒日軍司令官鬆井石根的最後通牒，進行勸降。勸降書狂稱：
“百萬日軍已席卷江南，南京城處於包圍之中……故本司令官代表日軍奉勸貴軍，當和平開放南京城，然後按以下辦法處置。對本勸告的答複，當於12月10日正午交至中山路句容道上的步哨線。若貴軍派遣代表司令官的責任者時，本司令官也準備派代表在該處與貴方簽訂，有關南京城接受問題的必要協定。如果在上述指定時間內得不到任何答複，日軍不得已將開始對南京進攻！大日本陸軍總司令官鬆井石根。”
唐生智對鬆井石根的最後通牒置之不理，並於當日下午下達作戰命令：
（1）本軍目下占領複廓陣地為固守南京之最後戰鬥，各部隊應以與陣地共存亡之決心盡力固守，決不許輕棄寸土、動搖全軍，若有不遵令擅自後移，定遵委座命令，按連坐法從嚴辦理。
（2）各軍所得船隻，一律繳交運司令部保管，不準私自扣留，著派第78軍軍長宋希濂負責指揮。沿江憲警嚴禁部隊散兵私自乘船渡江，違者即行拘捕嚴辦。倘敢抗拒，以武力製止。”
9日上午，日軍第9師團在炮火支援下，猛攻光華門外工兵學校的第87師第260旅及教導總隊防守陣地，10時許攻占工兵學校。下午，坦克及炮火曾三次攻擊城門，並有少數日軍突入城內。衛戍司令部急調憲兵教導2團一部增援光華門，並令第87師反擊。
第87師副師長陳頤鼎指揮第261旅一部和第259旅一部，分由通濟門和天堂村向敵軍側背合擊，激戰數小時，多次肉搏，終將迫近光華門的日軍擊退，收複了工兵學校陣地。
但突入城內少數日軍潛伏於光華門城門洞中。當晚，日軍國崎支隊占領當滁。
12月10日，日軍見中**隊拒絕投降，遂向雨花台、通濟門、光華門、紫金山第三峰等陣地發起全麵進攻。戰況更為激烈。城東南複廓陣地喪失殆盡，日軍直接進入城垣。
形勢尤為嚴峻。衛戍司令部急令第83軍第156師增援光華門、通濟門城垣守備；並將第66軍由大水關、燕子磯調入城內，部署於中山門及玄武門內構築工事；另以剛由鎮江撤入城內的第103師及第112師，由教導總隊總隊長桂永清指揮，負責中山門附近城垣及紫金山陣地守備。當夜，第156師選派小分隊墜城而下，將潛伏城門洞中少數日軍全部殲滅。
雨花台方麵，日軍兩個師團主力和飛機大炮協同攻擊，將第88師右翼一線陣地全部摧毀，殘部退守二線陣地。當晚，日軍第18師團占領蕪湖。
12月11日，日軍第16師團猛攻紫金山南北守軍陣地。教導總隊堅決抗擊。激戰終日，日軍毫無進展。惟其右翼部隊攻占了第2軍團防守的楊坊山、銀孔山陣地，進至堯化門附近。為協助第16師團進攻及切斷守軍東退之路，第13師團之第103旅團，從第16師團右翼參戰，向烏龍山、幕府山炮台進攻。日軍第6師團及第114師團主力繼續攻擊雨花台。
第88師二線陣地又被摧毀，被迫退守核心陣地。日軍第114師團右翼部隊開始攻擊中華門，城門被炮火擊毀。少數日軍突入城內，但被第88師據守城垣部隊殲滅。
日軍第6師團左翼部隊一部沿長江東岸北進，在上新河擊退憲兵教導2團一個營，占領水西門外棉花堤陣地。國崎支隊在當滁北慈湖附近渡過長江，沿西岸向浦口前進。第18師團由蕪湖向杭州轉移。
9日拂曉，日軍第16師團進至麒麟門、蒼波門一帶；第9師團進至光華門外，占領大校場及通光營房。第114師團進至雨花台南；第6師團進至雨花台西，其一部占領大勝關。
守軍第60軍退至大水關、燕子磯整頓；第74軍退守水西門內外。
日軍一方麵進行攻城準備，一方麵用飛機向城內中國守軍投撒日軍司令官鬆井石根的最後通牒，進行勸降。勸降書狂稱：
“百萬日軍已席卷江南，南京城處於包圍之中……故本司令官代表日軍奉勸貴軍，當和平開放南京城，然後按以下辦法處置。對本勸告的答複，當於12月10日正午交至中山路句容道上的步哨線。若貴軍派遣代表司令官的責任者時，本司令官也準備派代表在該處與貴方簽訂，有關南京城接受問題的必要協定。如果在上述指定時間內得不到任何答複，日軍不得已將開始對南京進攻！大日本陸軍總司令官鬆井石根。”
唐生智對鬆井石根的最後通牒置之不理，並於當日下午下達作戰命令：
（1）本軍目下占領複廓陣地為固守南京之最後戰鬥，各部隊應以與陣地共存亡之決心盡力固守，決不許輕棄寸土、動搖全軍，若有不遵令擅自後移，定遵委座命令，按連坐法從嚴辦理。
（2）各軍所得船隻，一律繳交運司令部保管，不準私自扣留，著派第78軍軍長宋希濂負責指揮。沿江憲警嚴禁部隊散兵私自乘船渡江，違者即行拘捕嚴辦。倘敢抗拒，以武力製止。”
9日上午，日軍第9師團在炮火支援下，猛攻光華門外工兵學校的第87師第260旅及教導總隊防守陣地，10時許攻占工兵學校。下午，坦克及炮火曾三次攻擊城門，並有少數日軍突入城內。衛戍司令部急調憲兵教導2團一部增援光華門，並令第87師反擊。
第87師副師長陳頤鼎指揮第261旅一部和第259旅一部，分由通濟門和天堂村向敵軍側背合擊，激戰數小時，多次肉搏，終將迫近光華門的日軍擊退，收複了工兵學校陣地。
但突入城內少數日軍潛伏於光華門城門洞中。當晚，日軍國崎支隊占領當滁。
12月10日，日軍見中**隊拒絕投降，遂向雨花台、通濟門、光華門、紫金山第三峰等陣地發起全麵進攻。戰況更為激烈。城東南複廓陣地喪失殆盡，日軍直接進入城垣。
形勢尤為嚴峻。衛戍司令部急令第83軍第156師增援光華門、通濟門城垣守備；並將第66軍由大水關、燕子磯調入城內，部署於中山門及玄武門內構築工事；另以剛由鎮江撤入城內的第103師及第112師，由教導總隊總隊長桂永清指揮，負責中山門附近城垣及紫金山陣地守備。當夜，第156師選派小分隊墜城而下，將潛伏城門洞中少數日軍全部殲滅。
雨花台方麵，日軍兩個師團主力和飛機大炮協同攻擊，將第88師右翼一線陣地全部摧毀，殘部退守二線陣地。當晚，日軍第18師團占領蕪湖。
12月11日，日軍第16師團猛攻紫金山南北守軍陣地。教導總隊堅決抗擊。激戰終日，日軍毫無進展。惟其右翼部隊攻占了第2軍團防守的楊坊山、銀孔山陣地，進至堯化門附近。為協助第16師團進攻及切斷守軍東退之路，第13師團之第103旅團，從第16師團右翼參戰，向烏龍山、幕府山炮台進攻。日軍第6師團及第114師團主力繼續攻擊雨花台。
第88師二線陣地又被摧毀，被迫退守核心陣地。日軍第114師團右翼部隊開始攻擊中華門，城門被炮火擊毀。少數日軍突入城內，但被第88師據守城垣部隊殲滅。
日軍第6師團左翼部隊一部沿長江東岸北進，在上新河擊退憲兵教導2團一個營，占領水西門外棉花堤陣地。國崎支隊在當滁北慈湖附近渡過長江，沿西岸向浦口前進。第18師團由蕪湖向杭州轉移。