在人們湧向下關時，兩支來自廣東的部隊：葉肇第66軍、鄧龍光第83軍主力，以及教導總隊第3旅馬威龍部，已經決定從正麵突圍！
按衛戍司令部計劃，第83軍應在掩護其他部隊撤退後，再於13日淩晨突圍。在隨後的行動中，鄧龍光沒執行這一命令。現在看來，當時很多部隊都往下關方向撤，沒選擇從正麵突圍，這也使第83軍的掩護任務實際上無法實施（後來，鄧龍光被“記大過”處分）。
第83軍不是全軍從正麵突圍的，其所轄第156師（師長李江，從下關渡江）大部沒接到突圍命令，最後選擇了向下關撤退，隻有一小部跟隨該師參謀長姚中英少將（黃埔軍校2期，廣東平遠人）從正麵突圍。走太平門從正麵突圍的，還有第154師（師長巫劍雄，但他本人沒隨隊，而是出下關，從烏龍山渡江）、第159師（羅策群代師長）、第160師（師長葉肇兼任）。
突圍的廣東部隊以葉肇為總指揮，時任第83軍參謀處處長劉紹武（黃埔軍校6期，廣東興寧人）脫險後寫有《83軍南京突圍記》，多少年後讀起來，當時緊張危急的場麵，仿佛就在眼前：
（12日）大約下午二時，忽接長官部電話，找軍長鄧龍光去開會，鄧與參謀長陳文一同前去。五時左右，上校參議柯申甫突然駕駛鄧龍光的汽車來找我。他一進軍部大門，就大叫一聲：“走呀！”……葉肇部作先鋒（葉部入城後未被使用，故集結容易），鄧龍光部作後衛，搶先突圍。於是葉（肇）、羅（策群）、鄧（龍光）、陳（文）等一擁上車。此時廣場已萬頭攢動，水泄不通，將軍的怒罵，汽車的喇叭，均失作用。隻得棄車乘馬，但馬也無回旋餘地，又迫而棄馬步行。那時人都準備輕裝逃命，不少珍貴行李都視如敝屣。鄧龍光的幾枝人參浸製的酒和幾盒頭號的高麗參皆棄諸道旁，無人過問。隻見失卻節製的隊伍蜂擁向太平門方向移動，秩序大亂。我們八時許到達太平門。據報，葉肇、羅策群親自指揮部隊拆除堵塞城門的沙包。我們就在一間守兵用的小房子內靜候出城。當時紫金山的敵炮斷斷續續地向太平門內盲目射擊，麇集在太平門內的我軍迭有死傷，越城之心愈急。九時許，忽然人聲鼎沸，人流蠕動，據報先頭部隊已開路出城，我們就爭先恐後繼續跟上，各顯身手，從城門夾縫之中擠出去……
葉肇和鄧龍光的廣東部隊急於出城從正麵突圍，而教導總隊士兵正從城外陣地撤回城內，準備奔下關渡江，兩股部隊堵在太平門！經交涉，最後教導總隊的士兵同意廣東部隊先出城。在廣東部隊完全奔出太平門後，教導總隊的這隊士兵始湧進城內，他們並沒有覺察到自己踏上了更為危險的道路。
進入12月12日深夜，很多部隊開始突圍或向下關撤時，固守紫金山的教導總隊第3旅還在旅長馬威龍率領下與日軍死戰。直到13日零點以後才開始撤退，這支部隊沿紫金山北麓繞行敵人薄弱的空隙，成功迂回到皖南。在轉年的河南蘭封之役中，馬旅長在與友軍圍攻土肥原賢二第14師團，率軍衝鋒時為日軍擊中，殉國於中原大地。
廣東部隊一出太平門，就遭到日軍第16師團的阻擊，姚中英少將陣亡。但此時日軍還沒意識到中國軍隊開始突圍。到12月13日零點，突圍到至仙鶴門、堯化門時，日軍發現了中國軍隊的意圖。幾次衝擊，廣東部隊都沒衝過封鎖線。第159師羅策群代師長身先士卒，揮動手槍帶隊衝擊：“丟那媽，衝呀！唔好做哀仔呀！（粵語：不要丟臉！）”
衝擊中，羅策群代師長殉國。
12月13日，廣東部隊接近湯山。又一場大戰後，第159師餘部奮勇衝出包圍，向小九華山一線轉進。第160師抵達湯山後，又遭日軍攔截，葉肇和軍參謀長黃植南在戰鬥中跟部隊失去聯絡。此時，第83軍軍長鄧龍光率154師、第156師餘部向淳化鎮方向突圍而去，於21日到達南陵（安徽東南）安全地帶。
從太平門正麵突圍的中國軍隊付出的代價是巨大的。除了羅策群代師長外，在突圍中力戰而死的還有第156師參謀長姚中英少將、第160師參謀長司徒非（保定陸軍軍官學校6期，廣東開平人）少將等人，士兵傷亡更多。第66軍軍長葉肇和他的參謀長黃植南的經曆更令人感歎。在與大部隊失去聯係後，他們化裝成村民，於山間潛行，14日轉上寧滬公路，夾雜在難民中，沒想到被日軍輜重部隊抓了壯丁，後僥幸逃脫，艱難抵達上海，返回廣州時已是1938年2月了。
雖然代價巨大，但從正麵突圍的廣東部隊經過浴血奮戰，殺出一條生路，為部隊保留了大量抗日精英。
廣東部隊突圍時，有一點不知道，就是當他們衝到湯水鎮時，把正待在這裏的包括上海派遣軍司令官朝香宮鳩彥親王在內的日軍司令部成員嚇了個半死。因為此時保衛日軍司令部的隻有一個步兵大隊。朝香宮完全不知道從南京突出的中國軍隊的來頭，慌忙急電南京城下的日軍救援，駐在城外高橋門的第9師團人見秀三聯隊火速派了第2大隊救火，朝香宮一幫人才轉危為安。
中國軍隊在陰差陽錯中失去了意外殲滅日軍司令部的機會。
當1938年1月初的朝陽升起時，廣東部隊已完全脫離日軍控製區，在安徽南部集結後，轉赴湖南休整，不久後又走上抗日戰場。
12月12日夜，到達下關江邊的中國軍民已越聚越多，超過5萬人。
唐生智率衛戍司令部的人於當晚10點到達長江北岸的浦口，隨後一行人往滁州方向撤退，但在花旗營遭到日軍（國崎支隊）伏擊，脫險後改路線奔揚州顧祝同那裏。到揚州附近後，顧祝同已轉駐安徽臨淮關，走之前給唐生智留下了汽車，隨後唐生智等人乘車到達滁州。
在滁州著名的醉翁亭，衛戍司令部召開會議，唐生智說：我打了一輩子仗，從來沒有打過這樣糟的仗。我對不起國人，也對不起自己。
隨後，唐生智帶衛戍司令部人員去了武漢，蔣介石在那裏等著他了。南京城，在唐生智離開的當天夜裏，火光不熄。
日軍第114師團的士兵為了衝過護城河，放倒了一根木製的電線杆，在一側釘上木板，搞了一個獨木橋，工兵跳進水裏充當人柱，日軍敢死隊踏上獨木橋，衝向雨花門，通過多次爆破，終於把鐵門炸開了一條僅能通過一人的縫隙，他們攻入雨花門，踏上南京城土地的日軍，越來越多了……
到了後半夜，槍炮聲漸漸稀疏了。
整個城市一度陷入巨大的寂靜。在這個冬天的夜晚，清冷的月光照耀著南京的大地和被炮彈掀去頂子的房屋，地上遍是瓦礫，再就是被丟棄的各種裝備，以及殘破的青天白日旗。
這是南京城陷前的寂靜。
這寂靜，讓南京市民更加恐慌。
當天，日軍飛機轟炸了長江中的美國軍艦帕奈號，而由橋本欣五郎任聯隊長的野戰重炮第13聯隊，攻擊了長江中的英國“瓢蟲”號和“蜜蜂”號軍艦，理由是“運送中國敗殘兵”。
日本人徹底瘋了。
而曆史，無可挽回地進入了1937年12月13日。
地獄之門
我吐了一口煙圈兒，說：不用愁！進了南京城，就和進了無錫一樣，應有盡有！
田中看上去老態龍鍾，已沒什麼性欲，卻依然惦記著女人的事兒，他說：女人也會有的吧！
另外，古董也會有的吧！
是啊，如果我能多帶一些回國的話，就可以開古董店啦！
我進了南京後首先要衝進點心店！
島田，你去什麼店？
我去照相機店和鍾表店。
你小子不是有表了嗎？
我最近在收集這些玩意兒。
爬了30米左右時，小隊長“刷”地高高舉起戰刀，大聲喊：衝哇！
我胸口像被人踢了一腳，跟著也哇哇地喊起來。喊聲激發起我的情緒，我就像瘋了似的。
上麵這段話，摘自第16師團大野聯隊士兵東史郎的陣中日記。當時他和他的中隊（森英生中隊）正在中山門外的四方城。
第6師團攻進中華門、水西門一線時，大野聯隊也在琢磨怎麼能突破中山門，但琢磨琢磨著，就到了13日淩晨。聯隊派一個叫四方藤造的少尉去中山門偵察，四方帶了十來個人，潛行到坍塌的城牆後，沒見到中國守軍，於是就帶人爬了上去。到中山門城樓才發現，中國守軍已經撤了，於是四方少尉從鋼盔中抽出塞在裏麵的軍旗，插在了中山門上。
中山門大鐵門左側的城垣已經坍塌，四方少尉在門上用白油漆寫下這樣的字：
昭和十二年十二月十三日午前三時十分大野部隊占領。
鐵門下，戰死的中國士兵一層層倒臥在地。寫完字後，四方藤造得意揚揚，但沒想到剛走幾步，他就踩上了地雷。
於是，那字也就成了他的“絕筆”。
在日軍第16師團“攻占”中山門後，快打得沒脾氣的第9師團脅阪聯隊也通過爆破，在13日淩晨5點爬上了光華門。
第3師團第68聯隊占領了通濟門和武定門。
後來，第6師團和第9師團為誰第一個攻占南京而爭吵不休，第6師團說在12月12日傍晚他們岡本鎮臣聯隊的一個中隊就破進了中華門和水西門之間的城垣；第9師團說，第6師團不算第一個占領南京的，因為在10日傍晚他們的山際少尉就在光華門插旗了，有朝香宮親王禦賜山際少尉的皇刀為證。
柳川當然向著第6師團，朝香宮則護著第9師團。
最後找鬆井石根評理，鬆井裁斷：頭功還得歸第6師團。山際雖然是第一個插旗的，但國旗最後被中國軍奪了下來，山際的部隊又被轟下了城牆。不過，按鬆井的裁決，第一個攻入南京的不是第6師團的岡本鎮臣聯隊，而是最先在中華門上插上日章旗的長穀川正憲聯隊緒方敬誌大隊的三明保真中隊。
就這樣，1937年12月13日淩晨，星期五，日軍在付出7200多人的傷亡後，終於攻陷中華民國首都南京。但日軍沒立即入城，隻是在城垣上固守陣地，因為天還沒亮，怕中了中國軍隊的埋伏。
進中華門後，就是中華路。中華路上聚集著大量市民，街上的情形一片混亂，他們想經中山路、中山北路，出挹江門，到下關渡江。而另一個方向，從中山門，經中山東路，到中山路、中山北路，也聚集著大量市民。
1937年12月13日上午9時，中華路上的南京市民發現：從中華門方向過來一支部隊，這支部隊的士兵身材矮小，戴著鋼盔，端著上了刺刀的步槍，背著行軍包，穿著土黃色軍服，為首的幾個軍官，拎著狹長的戰刀。再近點，看到他們都留著胡子，雖然麵貌跟中國人無異，但舉著的太陽旗卻如血光般刺眼，旗上橫七豎八地寫著一個個簽名。
市民中有人突然喊了一嗓子：日本鬼子！
馬路上的人群頓時失控。
陷落中華門後，負責主攻的第6師團緒方敬誌大隊被調到城外休整，聯隊長長穀川正憲派吉岡賴勝第2大隊、江島虎雄第3大隊率先從中華門殺入南京。
最初進入南京的第6師團的日軍士兵，還是比較緊張的，他們端著槍，每往前推進一步都小心翼翼。他們在大街上東張西望，但很快就肆意妄為起來。
與此同時，第16師團助川聯隊、野田聯隊一部（繞過紫金山從城北沿京滬鐵路）和第6師團竹下聯隊（沿長江從西麵上新河方向）向下關江邊合擊過來，大野聯隊則沿南京城牆開始“掃蕩”。
殺戮最先出現在南京城牆上。
南京陷落後，從中山門到光華門、通濟門陣地上被俘的中國士兵，被大野聯隊（第3大隊第10中隊，中隊長古北光太郎大尉）集體刺殺。
13日南京陷落，我從中山門路過，在中山門的城牆上看到極其恐怖的情景：當時，中國俘虜們在25公尺寬的城牆上被排成一列。在他們麵前，是端著上了刺刀的步槍的日軍士兵。下令後，士兵們齊聲大吼，衝著中國戰俘的胸口或腹部猛刺。那些中國戰俘一個個地被挑落城下，從身體中湧出的鮮血噴向空中……（《東京日日新聞》隨軍記者鈴木二郎回憶）
此時下關情景極為混亂。退下來的士兵和難民的人數還在不斷增加。但依舊沒什麼船隻，這一道長江已成生死線！
逃難的市民們得知日軍已經進城，正往下關殺來，人心大恐，秩序更亂，江邊呈現出一幅末日圖景：哭泣聲、咒罵聲、無望的呼喊聲。南京市民抓住一切可以漂浮的東西跳入冬天的江中，江中人頭點點，更有絕望者直接跳江自盡，以免受到日軍的淩辱和虐殺。
12月13日午後，助川聯隊已追擊到下關江邊，親自率領這個聯隊的是第30旅團長佐佐木到一。
退到江邊的南京市代市長、代憲兵司令、警察廳廳長蕭山令（保定陸軍軍官學校3期，湖南蓋陽人）中將，指揮憲兵部隊在江邊與日軍展開激戰。
南京戰開始前，憲兵司令穀正倫離開南京到武漢治病，蕭山令以參謀長身份升任憲兵副司令，代司令職，後又代任南京市市長和警察廳廳長，率3個憲兵團（羅友勝第2團、陳烈林第10團、周競仁教導第2團）和警察部隊協助衛戍部隊抗擊日軍。光華門危急時，教導第2團曾緊急增援，血戰光華門，寫下憲兵部隊南京保衛戰光輝的一頁。
撤退開始，憲兵部隊也湧向挹江門，但由於城門被沙袋堵塞，大家都出不了城。這時候，教導第2團第3營第9連代連長向斌在緊急中想到：這裏有地道啊！第9連曾擔任過南京城防檢查的任務，所以對這一帶地形很熟，向斌知道挹江門裏的城道附近有條明代時修建的秘密地道。於是，他悄悄地帶著全連士兵摸進地道，從地道出得城去，因為時間早（12日午夜），所以僥幸登上一艘渡輪。
蕭山令中將沒能走脫。
在撤退令下達後，蕭中將布置憲兵3個團的撤退方案，一切安排停當後，作為南京代市長，他又帶人將市政府所有機密檔案燒毀，當趕到下關時已經是12月13日中午！此時助川聯隊已經攻到江邊，蕭山令和憲兵教導第2團團副黃觀濤（黃埔軍校6期，湖南寧鄉）帶身邊的憲兵與日軍死戰，此時江中衝來日軍汽艇，亂行掃射，蕭中將身中數十彈而殉國。在下關之戰中，殉國的還有黃觀濤和掩護總隊撤退的教導總隊第3旅副旅長雷震（黃埔軍校2期，四川蒲江人）。
南京陷落後，下關江邊的一隊中國士兵決定冒死向上遊的上新河方向突圍，12月13日淩晨5點遭遇日軍第6師團竹下聯隊小原重孝第3大隊第11中隊攔截，激戰3小時，斃殺中隊長大園莊藏大尉，但中國士兵也死傷不少，前麵提到的第87師旅長劉啟雄就是在此戰中被俘的。跟陳頤鼎分手後，他本想回城藏起來，但沒能如願，隻好跟著這隊人馬往上新河突圍，至此成為上海、南京戰中中國方麵被俘的最高軍官，後變節。
殘餘的士兵跟隨難民轉奔水西門方向，途中又遭小原重孝大隊主力截殺，被圈在了一個麵粉廠前的廣場。人群中有第156師士兵駱中洋。此時已是13日上午。按駱中洋判斷，幾乎有2萬人被日軍包圍。因為作為士兵，在平時訓練出操列隊，對集中在一起的人數是非常敏感的。
日軍持槍，三麵包圍，當年作為“櫻會”分子之一的小原按刀上前，問中國軍民想怎麼死，是刺殺、砍頭、焚燒，還是槍決？翻譯將其譯成中國話後，人群中一片哭號。這時候，小原的一個部下走到人群前，摸了摸一個青年的頭，衝他招手：你，過來。
那名青年不知所措地剛往前走了幾步，那名日軍軍官猛地反手一刀，將他的腦袋砍飛，血柱直射天空。
人群頓時炸了營。
此人就是小原大隊的第12中隊長田中軍吉，這個鹿兒島人現年32歲，官至大尉，有一把軍刀，名為“助廣”，當他得知第16師團片桐聯隊的兩少尉野田毅、向井敏明搞“百人斬競賽”，殺到南京後“成績”是105比106時，不禁大笑。因為此魔自杭州灣登陸到現在，已連續劈殺300多名中國人。而且，在南京，田中保持著單個日軍屠殺中國軍民的最高紀錄。
小原決定對中國軍民進行刺殺。從前麵開始，每10人一組，開始殺戮。後麵的人群頓時騷動起來，有人試圖奔逃，隨即引來製高點日軍機槍的掃射。混亂中，駱中洋藏進了附近的茅草房，深夜僥幸脫險！
1937年12月13日下午2時，日軍第3艦隊第11戰隊主力進至下關，國崎支隊控製了長江北岸的重鎮浦口；中華門、光華門、中山門上的日軍士兵張開雙臂進行狂呼；在東京本土，百萬東京市民舉著鯉魚燈籠進行大遊行，“祝賀南京陷落”。
這一天，留守在南京的美國人費奇在日記中寫道：“我們在南京曾經度過的那些愉快、平靜而有秩序的時光，我們曾擁有的對未來的美好憧憬，就此結束。”
南京陷落後，城南一度發生巷戰，一些沒逃出南京而又不願當俘虜的中國士兵對日軍進行了阻擊。在13日下午，國府路上甚至有中國守軍的坦克炮擊一隊搜殺而來的日軍。零星的巷戰一直持續到14日。
就在這時候，鬆井石根在蘇州發出“分區掃蕩敗殘兵”的指令。朝香宮鳩彥對上海派遣軍下達的命令則是：“不留戰俘。”這個命令是極端殘忍的長勇起草的。長勇同時還兼著華中方麵軍參謀的職務，所以柳川平助那裏也收到了殺掉全部戰俘的命令。
南京城內的掃蕩，主要由第16師團的助川、野田兩個聯隊負責（後來包括第9師團伊佐聯隊）；城外的掃蕩主要由第9師團主力負責。由於受阻光華門，第9師團的報複性行動十分殘酷。僅12月14日一天，光華門外，該師團伊佐一男第7聯隊下屬的一個不到180人的中隊（第3大隊第11中隊，中隊長中野壽一大尉），就分批刺殺了1700名中國戰俘。在《金澤第9師團作戰史》中更有這樣的記載：“師團以右翼聯隊（伊佐聯隊）為主力，在城內進行掃蕩，殲滅敗殘兵7000多名。”而且，伊佐聯隊曾第一個闖入“安全區”捕捉中國“便衣兵”。
末鬆茂治第114師團則在雨花台刺殺了1300多名中國戰俘。
漢西門外，第6師團則屠殺了7000多名中國戰俘、警察和平民。
在郊區的麒麟門，第16師團片桐護郎的聯隊屠殺了4000多名中國戰俘。日軍用機槍把中國戰俘和平民環圍起來，逼迫他們將炮彈炸開的坑繼續挖大，有人意欲逃跑，當即被射殺。後來，日軍的工兵隊也加入挖坑的行列。幾個大坑被挖好了，活埋開始了：中國戰俘和平民被驅趕到坑裏，日軍開始填土，很多人身子被埋到一半，就已氣絕身亡；有的埋到脖子時，人的麵部已變成紫紅色的，嘴裏和眼裏淌出鮮血。活埋後，日軍士兵開始圍著圈跑步，把土踩實，在有關南京夢魘的電影紀錄片中可以看到這個鏡頭。
第16師團大野聯隊第4中隊的中隊長阪清，和四方藤造同時登上中山門。他有一幅渾身掛彩的照片，曾被登在東京的報紙上。但由於四方被地雷炸死，阪清就成了第一個登上中山門的日軍。南京陷落後，他一瘸一拐地指揮自己的中隊，在玄武門外射殺了300多名中國戰俘，由於射殺時距離不到50米，所以血肉橫飛，場麵殘酷至極。為了對比日本“三八”步槍和中國“中正”步槍的性能，這名中隊長叫30名中國戰俘縱行排成兩隊，日軍士兵分別抵住每隊最後一人的後背，然後同時扣動扳機，於是兩隊人倒下去，實驗結果是：“三八”步槍洞穿12人，“中正”步槍洞穿14人。
日軍之屠殺，開始變為遊戲。
第16師團野田聯隊在太平門外屠殺了1300名以上的戰俘，其中800多人被活埋，500多人被焚燒而死。該聯隊士兵大澤一男記述如下：
敗兵被集中起來，用鐵絲網圍在城牆一角。城內的防空壕也擠滿了人。我們拿來汽油，從城牆上向敗兵的頭上澆去。中國人似乎都死心了，一動不動……（鬆岡環：《南京戰：尋找被封閉的記憶》）