真正执行卫戍司令部命令实行正面突围的，只有广东部队叶肇的六十六军和邓龙光的八十三军。接到突围命令之后，两位军长商量：由六十六军打头阵，八十三军作后卫。部队由太平门出城，从紫金山北麓向南作正面突围。
回到军部之后，叶肇迅速传达了撤退命令，然后和一五九师代师长罗策群来到太平门，亲自站在门边，指挥部队拆除太平门堵塞的沙包，打开城门。在南京城一片混乱的情况下，六十六军以大体上保持建制的队伍出了太平门。沿途到处是堑壕、地雷，部队进展缓慢，到达岔路口时，终于被日军发现，敌人立即进行阻击。部队几次冲锋也没有把敌人打退，代师长罗策群遂策马扬鞭高呼：“跟我来！与敌人拼啦！我们总不能当孬种呀！”先头部队跟着罗师长猛冲上去，这才把敌人打退，罗策群将军也就在这次战斗中壮烈牺牲了。
冲过岔路口以后，部队已经打散，乘着夜幕的掩护，各自分头突围。军长叶肇和参谋长黄植南一起，在黑夜的山地上摸索着前进。14日清晨，来到汤山附近一个村庄，找当地农民买到两套便衣，化装成难民躲进了山中。寒风呼呼地刮着，山路崎岖难行，两人整整一天没有吃东西，饿得饥肠辘辘。傍晚摸到山下找食物，朦胧的月色下，忽然发现路旁有一堆红薯皮，顿时喜出望外，如获至宝，匆匆用手帕擦了几下，便大口大口地送进嘴里。饱餐以后，又将余下的红薯皮装进口袋中，以备不时之需。
第二天早上，两人看见公路上有难民成群走过，便立即混入难民群中。走不多远，突然遇见一队日军由东向西开拔，狭路相逢，想躲也来不及了，两人心惊胆战地硬着头皮迎了上去，希望能侥幸过关。不料冤家路窄，日本兵偏偏看中了他们，于是两位中国将军顿时成了日军的临时挑夫。黄植南挑着行李走了六七里路，忽然脚痛难忍，一走一拐地赶不上队伍。日本兵气得嗷嗷直叫，看看实在不行，狠狠踢了几脚，黄植南顺势倒在地上，口吐白沫，两眼紧闭，于是一个日军上等兵的行李就压到了军长叶肇的肩上。军长叶肇生平何曾尝过挑担之苦？忽然压上几十斤东西还要匆匆赶路，委实难以胜任。日本士兵看看这名中国挑夫，头发花白，胡须老长，脸上又瘦削又苍白、憔悴，确实是一个没用的废老头，只好另抓了一名青年农民代替，然后狠狠骂了几句，提起皮靴又是几脚，叶肇顺势滚到路边，待日军远去之后，慌忙找到黄植南。这时黄植南“病”也好了，脚也好了，两人吸取这次惨痛的教训，从此远离公路躲入山中，摸清敌情专拣小路行走，终于辗转到达上海，从上海乘船回到了广东。
六十六军参谋处长郭永镳在岔路口冲散之后，于13日到达句容县九华山脚下的墓东村。在这里他看到许多流浪的广东士兵，散乱混杂，无人率领，不仅部队失散了许多宝贵的士兵，而且广东士兵人地生疏，彷徨无主，极易沦落而陷入悲惨的困境，于是毅然决定在墓东村设立兵站收容。有知情者私下问他：“你身上没钱，何来这么大的胆量？”
郭永镳回答说：“我估计突围出城的，总会有携带现款的军需，即使没有，到时候再想办法。当官的总不能见散兵坐视不理，见死不救吧？！”
14日，六十六军一五九师营副林诗学率领建制较完整的一个连来到墓东，接着一五九师四七五旅九五二团上校团长何全标、一五九师四七五旅少将旅长林伟俦也先后来到墓东，林伟俦另设旅部，协助策划，配合行动。几天后，六十六军军部少尉军需翁永年果然带来万元以上现款，部队给养顺利得到解决。
从12月14日至30日，前后17天，共收容官兵1300多人。全体官兵编为三个营，由林伟俦、莫福如、郭永镳率领，于30日晚饭后出发，经溧水、溧阳、郎溪、广德等县属的大茅山脚，马家、天王寺等地，于1938年1月10日抵达安徽宁国，终于完成了突围的任务。
八十三军军长邓龙光突围遭遇也同样很艰苦。邓龙光在冲过岔路口之后，身边只剩下参谋长陈文、上校参议柯申甫、参谋处长刘绍武、副官王志，部队只有特务连不到100人的兵力。乘夜摸索着来到飞机场附近，又遇上日军截击，邓龙光命令特务连用急袭压住敌人火力，然后利用机场附近的碉堡掩护逐次跃进，好不容易才摆脱敌人的火力，特务连死伤散失人数过半。于是由参谋处长刘绍武带人在前面探路，远离灯火，专拣黑暗处绕道前行，又不敢发出声音，相互间往往失去联系。到14日凌晨三时许，身边只剩下10人左右，忽然听到急促的脚步声，大家连忙潜伏着静听，渐渐听到了广东话声音，知道是自己人，便尾随着这支队伍后面前进。拂晓前到达一个小镇附近，找农民打听，知道前面便是淳化镇，有日军出没，公路上有敌人战车巡逻，邓龙光决定躲在一个偏僻的村庄里，待黑夜穿越京杭公路。
14日夜晚六时，正要起程穿越公路时，突然一支队伍经过村庄，邓龙光叫副官前去联系，方知是教导总队马威龙旅长率领的一小队官兵。于是邓军长立即和马旅长见面，双方商议以后，决定由马威龙率部队作先锋，邓龙光等人随后面跟进。部队乘夜摸索着到达公路旁边，马威龙立即指挥队伍迅速穿越了京杭国道。正在这时，从淳化镇突然开来几辆敌人装甲车，向南京方向前进。邓龙光只好潜伏着待敌人装甲车过后再穿越公路，遂与马部失去联系，只好以地图校正方向，向南方摸索前进。午夜后抵达秣陵关附近，遇上大股日军正整装待发，于是折回，潜伏在一个偏僻的村庄，各人向农民买得衣服化装成难民。化装的时候，邓龙光想把突围命令、名片等统统烧掉，参谋长刘绍武建议说，现在还不是消灭军人痕迹的时候，留着这些东西以后也许还有用处。邓龙光想了一想，又把这些证件放回口袋里面。当天找到一位青年农民羌润田为他们带路，傍晚出发。绕过重重险阻，19日到达安徽一个热闹小镇，经了解，敌人在离小镇60里以外地区活动，大家决定在这里休整一天。邓龙光不假思索立即拿出名片，令副官前去寻找镇长，镇长听说有一位军长光临小镇，恭恭敬敬地前来拜见，妥善解决了一行人的食宿等问题，并派出保安队担任警戒。在这里休息了两天，21日到达南陵上官云相驻地，随后转往安徽屯溪收容部队。八十三军共收得由南京突围的流散官兵一两千人，由王得全率领开往湖南集中训练。
在南京突围中，除六十六军叶肇部一五九师副师长罗策群（突围时代师长）战死外，还有六十六军一六零师参谋长司徒非，八十三军邓龙光部一五六师参谋长姚中英，江防军刘光部一一二师副师长李兰池等将领，在与敌人遭遇中英勇牺牲。而另一名高级将领，保定陆军军官学校毕业的陆军中将宪兵副司令肖山令，在率领宪兵撤退到下关一带江边以后，见人多船少，十分混乱，遂组织宪兵维持秩序。后日军搜索部队到达江边，水陆夹攻，肖山令指挥身边数百名宪兵奋力抵抗，辗转冲杀，终于弹尽粮绝，寡不敌众，壮烈牺牲，一同殉难的宪兵达数百人之多。