就当南京卫戍军调整部署的时候，日军华中方面军的两个军已经向南京直扑而来。由朝香宫鸠彦亲王中将取代因肺病而滞留苏州疗养的松井石根，出任司令官所指挥的上海派遣军正以中岛今朝吾中将的第16师团沿宁沪铁路经常熟、无锡、常州、句容、汤水公路一线，向南京进逼。
作为先头部队，其步兵第19旅团在草场辰巳少将的指挥下，已经兵临南京近郊，而该师团的京都步兵第9联队、福知山步兵第20联队分别在片桐护郎、大野宣明的指挥下，一路进军而来，此两路日军所过之处无不是一片人间地狱。
而吉住良辅的金泽第9师团在苏州分兵之后，秋山义允少将指挥的由步兵第6旅团编成的秋山支队在横渡太湖之后，与井出宣时少将指挥的第18旅团在常州汇合，然后计划沿金坛、天王寺、淳化镇公路并列向南京东部方向攻击前进；善通寺第11师团所属步兵第10旅团长天谷直次郎少将指挥的由安达二十三大佐的步兵第12联队、永津佐比重大佐的步兵第22联队，配属野战重炮兵、迫击炮兵各一个大队，后备炮兵和工兵各一个中队组成的天谷支队正沿丹阳、镇江公路向镇江进攻，而后准备渡江攻击扬州，切断京杭大运河，攻占中国军在江北的退路。
在12月1日攻陷江阴之后，荻洲立兵指挥的第13师团以一部由江阴渡江攻击靖江，切断南通与扬州的联系，主力沿常州、奔牛镇公路前进，直扑江苏省省会镇江，计划在攻占镇江后，派主力渡江配合天谷支队围攻扬州，并向滁县迂回攻击，切断津浦铁路，同时在江南方向留下一部，进攻南京的战役。鹰森孝大佐指挥的名古屋第3师团步兵第68联队则是继续配合第9师团作战。
第10军方面，遵照华中方面军的命令，柳川平助司令官部署末松茂治中将的第114师团沿太湖南岸北上兵临宜兴，沿溧阳、溧水公路向南京南部方向攻击前进，计划在进占溧阳、溧水之后，攻占秣陵关，突破中国军的防线后，直扑南京郊外的花神庙，到时候再与第6师团会攻雨花台。
谷寿夫的第6师团则沿广德、洪兰埠公路，在第114师团之后，也向南京南部方向攻击前进，计划以国崎支队沿广德、郎溪公路进占太平一线，而后渡江迂回至浦口附近，切断南京守军北退之路；牛岛贞雄的第18师团则经宣城绕行，计划在攻陷芜湖之后，切断中国守军的西退之路。
现在对于沿江攻击前进的日军第13师团、混成骑兵队等部来说，位于南京以东的丹阳、镇江一线成了阻挡在前的唯一障碍了。只有拔除了镇江这一要点，陆、海军才能够会同作战，完成对南京的彻底合围。不过镇江这一江苏省的省会之城也不是那么好攻占的，由于镇江是国民政府首都南京的大门，所以国民政府军事委员会城塞组在这里构筑了自吴淞、江阴之后，长江下游第三大重要江防要塞。
对日备战开始后，国民政府对镇江要塞很重视，曾先后派朱培德、唐生智、冯玉祥等高级将领到镇江视察过要塞建设情况，军令部更是屡次指示要塞要增设各种永久性的国防工事，以巩固炮台。镇江要塞虽不如江阴要塞那番设施完全，但也可以称是完善、先进的了。
但是和江阴要塞的任务一样，镇江要塞所承担的作战任务也是“封锁长江的江面，阻击敌舰西进，并在有效射程内消灭之，确保我长江流域的安全”。而根据这一作战目标的要求，要塞的炮兵设置也是以正对江面为主，陆上为次。掩护要塞炮台的安全，及弥补炮台火力之不及的任务则是由要塞守备营承担。
对于镇江要塞的情况，日军华东方面军司令部负责情报的第二课搜罗得很是周全，镇江要塞司令部设在镇江城内河边街的仓库内，司令部下设副官室、军需室、军械室。要塞辖象山、焦山、都天庙、圌山关4个炮台，1个守备营，通信连，工兵连。其中守备营的位置在象山营房，下辖3个步兵连和1个重机枪连。通信连直属司令部指挥，工兵连由军政部城塞组临时调用。
要塞炮的具体部署是：
位于镇江东码头附近的象山炮台共有十二门炮，其中有二十四公分口径四门，有掩蔽部设备，射向正对长江江面，配置十五公分口径四门，配备在合山，系露天炮台，射向陆上和江面两用，每分台设台员一，每炮设炮兵一班；焦山炮台位于长江中心小岛上，与象台隔江而望，共有八门炮，都是九公分五口径，射向水陆两用，每门炮设台员一，炮兵一班；都天庙炮台则位于长江北岸，共有八门炮，其中二十四公分口径有四门，设有永久性掩蔽部，射向正对长江江面，还有九公分五口径四门，可以机动使用，每门炮设台员一，炮兵一班；圌山关炮台则位于大港镇附近，距城约五十华里，共有十二门炮，其中有二十四公分口径四门，设在江边，有坚固掩蔽部，射向正对长江江面；另有九公分五口径八门，分设龟山一带，均设有掩蔽部，射向水陆两用，每分台设有台员一，每炮设有炮兵一班。
就在日军华中方面军积极准备进攻镇江要塞的同时，镇江要塞方面也在积极备战。江阴要塞失守后，江阴要塞司令许康撤到镇江要塞，向镇江司令林显扬、王庚参谋长说明了前方军情，由于吴福线、锡澄线两道国防工事线均已失去防御战斗作用，日军乘势西下首先必定会向镇江第三道防线推进。镇江要塞的备战工作刻不容缓。
林显扬司令在要求所有要塞部队迅即进入战斗准备的同时，还以司令部的命令在守备营采取自愿报名的方式，挑选了50多名敢死队员，置于司令部内，随时听候调遣。随后，又向各炮台和守备部队下达了战斗命令：“要求守备营第一连，附重机枪两挺，通信兵一班，立即进入禹山阵地，监视丹徒镇方向敌人动态，如发现有情况，即向指挥所报告；守备营第二连，附重机枪两挺，通信兵一班，进入镇象路小高地，对沪宁铁路、公路严密防范，左与第1连联系，右与北固山军士哨联系，守备营第三连，工兵连为预备队，归守备营副营长指挥，并由第三连派军士哨驻北固山甘露寺附近，瞭望敌我情况。象台炮台、焦山炮台、都天庙炮台、圌山关炮台官兵进入各炮炮位，随时进入战斗，并与敢死队归指挥所直接指挥，随时听候调遣，队长不得离开岗位，并严密注视镇象公路情况；司令部非作战人员，归秘书汤赞清指挥，携带案卷、器材先转江北六圩附近，设立后方，并与都天庙炮台取得联系；司令、参谋长等立即进入象山指挥所。”
虽然镇江要塞已经进入备战状态，但是镇江附近的防御却很单薄。虽然早在11月下旬第71军军长王敬久就率部到达镇江附近，但在12月初，王敬久却率军部撤至龙潭，所辖第87师由师长沈发藻带领继续留驻镇江，与镇江要塞保持联系。但当日军进逼镇江时，该师主力撤回南京，要塞区只得与江苏保安处保持联系。
之所以第87师会撤往南京，主要是南京守备兵力不足及第71军兵力有限的缘故。虽然第87师有部队共计3个旅6个团及炮、工、通信、运输等营，但是第71军下辖的部队实际只有87师1个师。在军长王敬久和师长沈发藻带领3个团和师直属部队撤离镇江之后，镇江的第87师部队只有3个团和在镇江临时拨调指挥的江苏省保安第4团，负责指挥镇江城守备任务的是261旅旅长陈颐鼎和260旅旅长刘启雄。
留在镇江的部队归属江防司令刘兴指挥，不过由于刘兴在龙潭，实际上第87师并没有和刘兴发生指挥关系，仅仅只有命令上的下达。随后第71军军部又下令刘启雄和向凤武率部撤往南京，这样留在镇江城的部队就只有陈颐鼎第261旅了。
常州失陷后，日军混成骑兵队、第13师团、天谷支队等部即分两路向镇江进攻，一路沿镇江至丹阳公路进犯，另一路沿镇江通往常州公路进犯。12月3日这天，日军前卫部队一部已接近要塞区，与守备禹山阵地的守备营第1连发生接触。第二天早晨，日军再次进犯，遭到守备营第2连机枪协助第1连重创，随后即改道沿公路向镇江城前进。
此时由于友军第87师主力已离开镇江开往南京，保卫镇江城只有依靠江苏省保安部队。同时江苏省政府主席陈果夫、保安处长项玫庄，正在奉命向接替省主席兼警备司令的韩德勤、接替保安处长李守维交接工作中，这个时候，镇江城内秩序已十分混乱，韩德勤、李守维主持的江苏省府边接收边撤退，而保安部队则是边抵抗边掩护。
江苏省政府在派出省保安处联络参谋吴震通知镇江要塞方面：“敌军占领丹阳后，逐步逼近镇江，正与友军激战中。”之后，便开始撤离镇江城转移扬州，镇江城仅留两个保安团掩护省政府转移，其余保安团也开始全部撤向江北。由于没有了掩护部队，镇江要塞方面只能根据以上情况，司令部又作布置：“联络参谋吴震仍随省保安处撤到扬州，使要塞与保安处确保密切联系；司令部后方由六圩转移到离扬州二十华里的施家桥；守备营严守阵地，防敌继续进犯；各炮台台长严守战斗岗位，严密监视长江江面敌舰活动；敢死队严守镇江城通往象山的公路，并派出军士哨驻北固山附近，监视敌情；预备队派必要兵力，控制沿江民船，作机动使用；司令林显扬暂离指挥所去江北后方司令部，维持后方事宜；参谋长王庚带必要人员，仍留象山指挥所，坚守岗位，负责指挥。”