12月11日，日军第16师团猛攻紫金山的华国军队阵地，紫金山以南地区的教导总队顽强抵抗。
激战终日，日军毫无进展，只有其右翼部队攻占了第2军团防守的杨坊山、银孔山阵地，推进至尧化门一线。
教导总队第1旅少将参谋长万全策12月11日在战事最激烈时手刃6名日寇，不幸胸腹中弹，壮烈牺牲，以身殉国。
日本上海派遣军为使其第16师团进攻能顺利推进，及时切断国军的向东撤退的通道，将正在镇江等船渡江的第13师团的山田支队调来 ，加强第16师团右翼的攻击力量，猛攻乌龙山、幕府山炮台阵地。
日军第10军的第114师团和第6师团主力继续攻击雨花台。第88师的第2线阵地又被日军疯狂的进攻摧毁，国军被迫退守核心阵地。
日军第6师团左翼部队一部沿长江东岸北进，在上新河击退了宪兵教导2团的1营，占领了水西门外的棉花堤阵地。
日军国崎支队在当涂北慈湖附近渡过长江，沿西岸北进，直扑浦口，占领芜湖的日军第18师团转向杭州作战。
武汉统帅部对南京的战况极为关注，每日都有询问和指示作战的电报，发现撤到南京部队的战斗力和士气已经远远不如淞沪会战之时。
南京外围主阵地仅防守两三天就宣告失守，而复廓阵地立足未稳又被日寇突破，形势严峻，当得知当涂附近已有日寇渡江时，局势更是危急。
为避免南京守军被日军围歼，国民政府军事委员会负责人于11日中午考虑让南京国军撤退，于是命令此时在江北的顾墨三以电话转告唐祥生。
顾墨三要唐祥生当晚就渡江北上，并让南京国军相机突围。唐祥生曾经极力主张死守，如果自己突然先撤离，恐怕以后责任难负，所以要求必须先向南京国军将领传达清楚最高统帅的意图后才能撤离。
当夜，国民政府军事委员会负责人致电唐祥生：“如情势不能久持时，可相机撤退，以图整理而期反攻。 ”
唐祥生当晚与罗卓英、刘兴两副司令长官及参谋长研究后，决定于14日晚上开始撤退。于是在12日凌晨2点多召集参谋人员制作撤退计划及命令。
12月12日自天亮开始，日军集中炮兵及航空兵火力对复廓阵地和城垣发动猛攻。战斗至10时前后，雨花台阵地被日寇攻占。
防守该地的第88师第264旅残部因中华门城门已经堵死，无法退入城中，在日寇火力下横向转移，沿着护城河绕城北进，伤亡很大。
日寇占领雨花台后，居高临下，加强了针对中华门的火力，国军第88师第262旅部分官兵坚守城垣阵地，拼命阻击。
第88师师长孙元良率师直属队及第262旅一部兵力擅自向下关退却，想要渡江北撤，在挹江门内被第36师师长宋希濂劝阻，随后返回中华门作战，城东的日军第16师团仍在狂攻孝陵卫西山及紫金山一带阵地。
日本上海派遣军因第9师团在光华门一带遭守军反击，毫无进展，于11日命令苏州附近的机动部队第3师团迅速赶来南京，于12日命令第9师团停止进攻，进行整顿，令第3师团从第9师团左翼投入战斗，攻击城垣。
中午前后，在日寇猛烈炮火轰击下，中华门及其以西的城垣数处倒塌，日军在炮火掩护下从缺口突入城内。
国军第88师立即撤退，当时中华门内大批居民为躲避炮击和日军，纷纷逃向城北部难民区，与溃退的散兵拥堵在街道上，南京城中秩序开始陷于混乱。
南京卫戍司令部为了有计划、有组织地实施撤退，于14时命令第36师负责维持城中及下关的秩序。
但此时日军第6师团一部已攻入中华门内，第16师团及第3师团已逼近中山门和光华门，第6师团左翼攻击部队已逼近水西门。
国军第2军团退至乌龙山，教导总队退至紫金山，第74军派人去三汊河架设浮桥，想要渡江撤退到浦口，被第36师制止，南京国军的战斗意志已开始动摇。
唐祥生等决定改在当夜撤退。国民政府军事委员会负责人虽然致电唐祥生，令其在不能坚持时相机撤退，但总从政治方面考虑较多，希望能多守一段时间，因而在12日又致电唐祥生、罗卓英及刘兴，提出他自己多守一段时间的期望。
当日，12位国军高级将领壮烈殉国。
第66军第159师代师长、少将罗策群在南京汤山一带阻击，血战两天两夜，伤亡惨重，撤至明故宫一带策应增援光华门，南京陷落后率部突围，身先士卒，亲自率部冲锋，不幸中弹殉国。
第88师264旅少将旅长高致嵩率264旅坚守雨花台阵地，多次打退敌人的进攻，后友邻阵地被日军突破，三面受敌，于是与262旅朱赤部协同作战，共同坚守阵地，12月12日，高致嵩和全旅官兵数千人壮烈殉国，牺牲于南京中华门。
第88师262旅少将旅长朱赤率部固守中华门雨花台右翼阵地，凭借险要工事，与日军死战。12月12日，朱赤与剩下的特务连拉开全部手榴弹，与日军同归于尽，壮烈殉国。
第87师259旅少将旅长易安华率部防守中华门右翼阵地，日军突破阵地占领光华城门，易安华率部拼命反击，头部、右臂中弹，仍带伤督战，全歼了这股日寇。12月12日，在三面受敌的情况下仍然指挥部队反击，腰部中弹倒地，壮烈殉国。
第83军第156师少将参谋长姚中英率部扼守汤山一带，多次打退了敌人的进攻，失守后率部退守紫金山东北，掩护第1线守军退守复廓阵地，与尾随进攻的日军激战，后据守太平门，屡次击退日寇的进攻，12月12日向日寇兵力薄弱处突击，身先士卒，连杀数敌，不幸中弹，壮烈殉国。
第57军112师少将副师长李兰池率部驻守太平门外蒋庙一线，亲自率领部队与敌白刃格斗，多次打退了敌人的进攻。12月12日在突围转移的激战中，率领队伍冲锋，不幸被敌弹击中，壮烈殉国。
第88师262旅副旅长兼野战补充兵团团长、上校华品章守卫雨花台，连续三天与日军第6师团、第114师团反复激战，战况惨烈，重创日军。12与12日，因弹尽援绝，率部与日军反复进行肉搏战，全旅三千多爱国官兵全部壮烈殉国，追授为国民革命军陆军少将。
第83军156师468旅少将副旅长李绍嘉在南京郊区组织防御，凭着落后的武器不断与日军交战，12月12日，南京陷落后在城中激战时中弹殉国，壮烈牺牲。
第88师262旅524团团长、上校韩宪元守卫雨花台，与日军血战到底，苦战5日夜，因弹尽援绝，12月12日，同全团官兵一起壮烈殉国，追授为国民革命军陆军少将。
第74军51师302团团长、上校程智驻守南京南郊及水西门外一带，与日军激战数日，坚守阵地，12月12日，在赛虹桥与敌精锐激战，腹部被日军机枪击中9弹，壮烈殉国，追授为国民革命军陆军少将。
第66军159师477旅副旅长、上校黄纪福扼守汤山，连日激战，伤亡惨重，后驻守明故宫， 12月12日，在太平门突围过程中壮烈牺牲，追授为国民革命军陆军少将。
第66军159师参谋长、上校陈节在12月12日城中激战时阵亡，壮烈牺牲，追授为国民革命军陆军少将。
12月12日17时，南京卫戍司令部召集师以上将领开会，布置撤退行动。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，与会将领无人发言，只有温暖表示自己会坚守紫金山。
王敬久转头看了温暖一眼道：“就凭你？”
温暖傲然回答道：“就凭我！淞沪会战独立行动大队杀了11万日本鬼子，估计南京会战还会有10万以上的鬼子死在独立行动大队的枪下。”
王敬久道：“可是至今你们没开一枪！”
温暖道：“我的防区在紫金山，我会在紫金山坚守，日本鬼子想要夺取我的阵地，不死上十万人是不行的。”
一时间无人出声，与会的绝大部分人不相信温暖的言辞，但想起他在淞沪会战做的事情，又不敢质疑。
唐祥生道：“温将军招募了多少敢死队员？“由于独立行动大队属于特务处，一般不会去打听，更何况不是军队，而是临时招募人员。
温暖为了不被坑死，只报了3万这个数字。
唐祥生出示了国民政府军事委员会负责人命令守军相继撤退的电令，随即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 。
南京卫戍司令部突围计划的基本精神是大部由正面突围，一部随司令部由下关渡江。但在书面命令分发后，唐祥生又下达了口头指示，规定第88师、第87师、第74军及教导总队“如不能全部突围，有轮渡时可过江，向滁州集结”。
温暖立即表示反对道：“唐将军，这个口头指示会大大降低命令的严肃性，也会为不执行命令制造借口，可能导致各军、师完全不按命令行事，各自逃命。”
唐生智皱眉沉声道：“那温将军有何高见？”
温暖道：“必须严格按照撤退计划执行，各军主官不许脱离所部，违令者按遁逃论处，不然有口头指示为依据的部队，必然一起拥向敌人尚未到达的下关，以便迅速渡江北撤。”
温暖这些话语也说出了在场许多将军的打算，兵败如山倒，能逃出生天才是正理。
王敬久道：“日军可不会眼睁睁看着我们突围而不攻击。”
唐祥生道：“温将军所部还没有投入战斗，可愿担任掩护部队？”
温暖道：“唐长官，我部会在主力突围之时主动出击吸引敌人并炮击尾随攻击突围部队的敌人。”
众人于是议论纷纷，一致决定往下关撤退渡江，往下关撤退一定会引起混乱，但是长官肯定会首先渡江保证安全，温暖摇摇头不再说活。
各军、师长在散会后立即开始撤退。有的将领只向所属部队打电话命令撤退，或回去安排一下撤退事宜就脱离部队，先行到达下关，随同南京卫戍司令部及第36师乘渡船先撤到江北。
第71军军长王敬久、第87师师长沈发藻等根本没有回指挥所安排撤退事宜。教导总队队长桂永清回到富贵山地下室指挥所后告知幕僚撤退任务，随即留下参谋长邱清泉处理文件，自己单独先去下关，其第2旅旅长胡启儒得知撤退消息较早，不等会议结束，就以奉命去下关与第36师联系为由，电话通知其第3团团长代行旅长职责，独自先去下关。
由于城中各部队大部分沿着中山路向下关撤退，而挹江门左右两个门洞已经用砖石堵死，仅剩中间一个门洞可以通行，各部争先通过，互不相让，不少人因挤倒而被踩踏致死。
第83军第156师师长李江见城门无法挤过，就从门东侧用绑腿布悬吊下城出走。
下关的情况更为混乱，国军撤退的各部队都已失去掌握，各自争先抢渡。由于船少人多，有的船因超载而沉没。大部分官兵无船可乘，纷纷拆门板等物件制造木筏渡江，其中有些人因江水汹涌、不善驾驭木筏而丧生。
因乌龙山要塞守军撤走，原停泊于草鞋峡、三台洞的鱼雷快艇中队也于12日夜里驶往大通，12月13日清晨，日军山田支队兵不血刃占领了乌龙山。
12月13日这天，6位国军高级将领殉国。
南京卫戍司令、少将萧山令带领将士在下关与日军展开肉搏血战，指挥还没有渡江的宪兵，辗转冲杀，激战5小时，终因敌我力量悬殊，数千将士壮烈牺牲，萧山令举枪殉国，实现了“誓与南京共存亡”的诺言。
第66军160师少将参谋长司徒非率部驻守汤山、青龙山阵地，后退守紫金山东北地区，连续与日军激战三天。12月13日在突围过程带头冲杀，不幸中弹壮烈牺牲，部下成功突围。
第74军58师147旅少将副旅长刘国用率部防守牛首山，连续与日寇激战三日，伤亡惨重， 12月13日在突围过程中于水西门外壮烈殉国。
教导总队第三旅上校副旅长雷震率部防守紫金山老虎洞到岔路口阵地，与日军激战，12月13日南京失守后掩护军民乘火车撤退，战斗中以身殉国，追授为国民革命军陆军少将。
教导总队第一旅第二团上校团长谢承瑞率部与87师260旅一起防守工兵学校，坚守城垣，组织敢死队歼灭了入城日军一部，被火焰灼伤，坚守光华门，12月13日在撤往下关途中因身体虚弱被踩倒身亡，追授为国民革命军陆军少将。
第66军160师956团上校团长蔡如柏率部在汤山阻敌，失守后奉命退至大水关休整，12月13日随部突围时与日军第16师团主力发生战斗，壮烈牺牲，追授为国民革命军陆军少将。
日海军舰艇通过封锁线到达下关江面，日军第16师团一部亦乘舟艇进至八卦洲附近江面。大量正在渡江的中国军队官兵面临被日海军及第16师团的火力杀伤。
温暖命令雪藏的美国 “长腿汤姆”155mm加农炮开炮轰击日军海军及16师团船只，顿时江面上水柱冲天，一分钟内，已经有一艘海军舰艇被击伤、一艘16师团运兵船被击沉。
美国155毫米远程加农炮23公里的射程和巨大的威力让温暖决定在紫金山主堡垒装备此炮。
正在渡江的国军士兵看见日军舰只冲来，都知道麻烦大了，谁知道救星马上就从紫金山上用大口径大炮炸沉、赶跑了日本海军，日本海军惊讶紫金山还藏有大口径火炮，而且如此准确。
日本海军可不是日本陆军这些马鹿，动不动就自杀冲锋，海军是很贵的，不是战略行动是不能随便损失的，被击沉两艘，击伤三艘后，立即调转船头后撤。
乘坐船只来袭的16师团官兵就惨了，被全部击沉，北岸正在观望渡江的国军指挥官松了一口气，独立大队还藏有大口径加农炮？还能打得这么准，特务处真是一群神秘的家伙。
与此同时，日军各师已分由中山门、光华门、中华门、水西门等处进入南京城内；原在镇江的天谷支队已渡过长江，正向扬州前进中；国崎支队已至江浦，正向浦口前进中。已渡至江北的中国军队沿津浦路向徐州方向撤退。
南京保卫战后, 教导总队番号取消。87师和88师尽管还保存有番号, 但再也不是以前那支作战勇猛的德械师了。
唯一还保存有德械师风格的是36师, 36师在南京保卫战后, 辗转各地, 继续抗战, 在武汉会战的富金山战役中取得辉煌战绩。
南京保卫战中担任教导总队总队长桂永清后来担任中华民国海军总司令时, 仍有人对他说:“你们德械师都是一流人才。”桂永清说:“一流人才都牺牲在南京城下了, 剩下的都是二流人才, 包括我。”
南京保卫战最终失败，但有很多的英勇烈士抛头颅洒热血，在保卫南京中壮烈牺牲，尤其是光华门、中华门、雨花台等阵地打的相当惨烈，是“一寸山河一寸血”的悲壮写照！