12月9日起，日军炮兵部队占领麒麟门、马群、沧波门、高桥门阵地之后，猛烈炮击北极阁、明故宫、富贵山，企图封锁太平门、中山门、光华门等守军部队进出要道。卫戍司令长官部原先计划以王敬久第71军的第87师守卫西山、红土山、工兵学校和通济门，但该师自上海参战后，伤亡极大。
12月8日，由江北淮安补充的第87师的新兵连在西山前的前哨阵地上曾与日军激战。日军几次冲锋，都被击退。但因牺牲太大，才由教导总队第1旅派队接防。第87师防卫孝陵卫、红土山前面前哨阵地之一部，也因阵地过大，连长慈巨圣又负重伤，不得不退下，交由教导总队第1旅第1团周石泉第3营接防，并调吴曙青军士营附战车防御炮增援。经过激烈的搏斗，阻止了日军的前进，但是自身也伤亡惨重。
由于日军在受到重创后，即以少数部队牵制教导总队防御的正面，而以主力部队猛扑第87师之第260旅防守的工兵学校。该旅战至只剩一营不到的兵力，虽曾竭力抵抗，但因人少无援，12月9日撤退进城，工兵学校遂于12月10日上午失守。工兵学校失守后，长官部震动。教导总队总队长桂永清回到富贵山地下室，写了张临时命令卡调炮兵团入城，设阵地于明故宫附近，以支持总队谢承瑞团，配合第87师发起反击，夺回阵地。此令卡由参谋李钧政送去，并监督执行。
在炙热的炮火掩护下，虽然第87师和教导总队及宪兵教导第2团一部发起了冲击，夺回了部分阵地，但并没有能够肃清躲在门洞内的日军。这部分日军是15时许组织起来的敢死队，其在密集炮火的掩护下推进到护城河一线，并在20时，由城外冲到光华门外城的城门洞内，但因城门坚固，而未能够突入城内。教导总队方面判断其冲入城门洞内的人数也只有1个军曹所率领的10余人而已。
桂永清得报后，神情紧张，立即亲率卫士和警卫连的一排多人到午朝门督战。五龙桥至光华门的御道垒了五道沙包，留有枪口，准备巷战。又打电话到参谋处要调睢友蔺团增援。在得到前线部队上报的“日军人数不多”的报告后，谢承瑞团长向桂永清建议说：“进入城门洞下的敌人不多，不如先倒汽油下去烧杀，明日拂晓，我率敢死队冲出再全部歼灭他们如何？”
桂永清认为可以，立刻电令参谋长派人送汽油来。汽油多数储存在军校和励志社等处。是夜，运送了许多桶汽油。谢团长亲率战士背着汽油桶放到城墙箭楼处。半夜，把汽油桶的口松开丢在城门洞口，立即投下火种，摔破的汽油桶里溢出的油，迅速燃烧起来。
虽然护城河边的日军以密集火力掩护城门洞内的小股敢死队，但战至拂晓，守卫在城墙上的第87师及教导总队各营连，还是利用居高临下之势，以密集火力压制了日军，同时谢团长亲自率一排英勇的战士，突然把城门打开，十几挺轻机枪一齐向日军射击，将这股日军全部消灭。
而雨花台方向也在彻夜激战，一整晚的工夫，不断有日军对中华门、雨花台一线的第88师阵地发起攻击，并不断用猛烈的炮火轰击着中国守军的防御阵地。雨花台一线边缘的多处防御点早已经被炸得支离破碎，守军更是死伤惨重。日军第114师团与第6师团一次次地猛攻雨花台一线，从雨花台向北，直至中华门一线，都在发生着激战。
自第88师奉南京卫戍长官司令部的命令防守雨花台、中华门一线之后，便立即作出了部署。第264旅以第527团及炮兵两个连防御雨花台，第528团为预备队。此外还有工兵一个营、通信营的两个连、辎重营的两个连，一线兵力大概在3500人左右。
第262旅负责防御的是光华门--中华门一线的城垣，以旅下辖的第523、524团为主力。然而9日一整天的时间里，日军在向光华门一线的攻击中，第88师第524团损失巨大，雨花台一线更是在日军的狂攻之下，全面陷入恶战，以至于第264旅旅长高致嵩亲率第528团两个营接连增援，方才守住了阵地。日军以第114师团、第6师团狂攻花神庙、雨花台一线，兵力本就不足的第88师在火力上更是吃亏不少，这才使得部分日军突破了藏家巷防线，进入到了中华门一带。
夜幕下的南京城一片黑漆漆的，这是守卫战打响后的又一个暗夜了。困守在城内的南京市民以及从其他各地涌入城内的难民们惶惶不安地看着头顶，生怕不知道什么时候就有炮弹砸落下来。由于灯火管制的缘故，整个南京黑乎乎的一片，没有丝毫的光亮，就连往日天空中那皎洁的月色也已经隐没在云层中去了。
天空中远处不时响起交火的枪声，偶尔会有隆隆的炮声从远处传来。偌大的一个南京城内除了军车驶过的隆隆声之外，再也不见往昔那车水马龙的繁华之色。不过还好的是至少现在，南京这座古都还在中国军的守卫中。市中心的鼓楼依旧矗立在草地上，一些没有地方可去的难民只能躲在这附近，祈祷着千万别被流弹炸死。
这里是国际安全区的中心，至少在这里，多数人能够得到些许的庇护，相比之下，也只有这里还算安全。寂静的夜里，整个南京似乎都很安静，没有太过激烈的枪炮声，倒是远处的天边不时地闪动着橙色的火光，那里是激战的前线。战况的确是更为激烈了，特别是在南京城东南，日军已扫清复廓阵地，直逼光华门一线的城垣。卫戍长官司令部急调第156师增援，而沈发藻的第87师在得到援军后，也终于顶住日军猛攻，在将城门封堵住之后，战线趋于稳定。
入夜后，第156师和教导总队选派精干人员，组成小分队坠城垣而下，将潜伏在光华门城门洞中的少数残部日军全部肃清。而在雨花台防御的孙元良的第88师正好处于日军进攻锋芒之前，雨花台守军遭到日军第6、第114两个师团的主力的猛烈攻击，日军以步、炮、战车及飞机的协同猛攻直扑雨花台。第88师右翼第一线的阵地全部被摧毁，工事全部毁于炮火，守军死伤甚重，残部被迫退守二线阵地。而也在这个晚间，日军第18师团攻占芜湖。
此时在接到向中华门阵地转移的命令之后，连夜向着城内撤退的张灵甫第305团已经开始进入阵地，而第51师和第58师也开始奉军长俞济时的命令，在水西门—中华门一线建立起了防线。按照师长王耀武的布置，第151旅周志道部担任着水西门外的防守，第153旅李天霞部担任着沿城墙的防务，两旅占领水西门、中华门之间的城角及其以左100米处的城墙阵地，左面阵地则与孙元良的第88师密切联系。
不过所有人都并不知道的是，由于1个小时前，柳川平助的第10军所属的国崎支队已经占领了当涂，并准备渡江进占浦口。所以到现在为止，整个南京城已经毫无疑问地成了一座彻彻底底的孤城。三面被围，一面临江，成为真真正正的一个死地了。
第51师师长王耀武将军站在一处被炮火轰平了的废墟中，举着手中的望远镜，远眺那片火光升腾之处。火光淡淡地散落在他线条分明的面庞上，毛呢军服上紧扎着武装带，脚蹬着长筒皮靴，两片黄灿灿的领章在火光下绽放出璀璨光芒，不可否认的是多数中国军人的确显得很消瘦，一个个颧骨高耸。
但眼光稍稍凌厉的人都可以看出眼前这位皮肤显得黝黑的国民政府军将领身上有着细皮嫩肉的官僚所没有的一种气质，那是一股自骨子里散发出来的杀气。“再组织一次进攻，必须拿下中华门外线的阵地。”王耀武放下了手中的望远镜，压了压军帽的帽檐，转身走下阵地。李天霞的第153旅一连数次进攻，都被日军打了回去，不但没能将突入到中华门一线的日军扫除出去，反而自己损失不小，长官部对此很不满。
中华门的城楼下几辆被击毁的日军战车的残骸还在燃烧着，战死的双方士兵的尸体横七竖八地倒毙满地。由于日军已经推进到南京城下，故而南京守军的抵抗也变得异常激烈起来，战斗的惨烈难以想象。又是一次进攻失利，李天霞急得满头是汗，干脆亲临一线督战，以两个连的兵力对中华门的外线再次发起了夜袭，之前虽然在炮火的掩护下，第153旅的反击一度攻占了失陷的藏家巷防线，但很快又被日军反击部队给赶了下来。
双方士兵一度爆发了极其惨烈血腥的白刃战。啐一口吐沫，后来因为孟良崮战役中的见死不救而名声“响亮”的李天霞对着左右说道：“命令部队继续推进，必须给我将中华门一线的日军赶出去。”为了能够鼓舞士气，此时在一线指挥部队的王耀武在命令各部队要求死守赛虹桥、华严寺、中华门一线阵地的命令后，以“革命军人连坐法”要求第153旅的旅长李天霞。
“你立即亲自带领师部特务连，去督战，如有擅自退下来的部队，不管他们是哪部分的，一律军法处置！”王耀武闪烁着目光，用极其冷酷的语气对李天霞说道。“那么如果是别的部队呢？比如第88师或者第58师的？”李天霞小心翼翼地问道。王耀武那近乎冰冷的话语使得他不由自主地感到阵阵心悸。
王耀武没有半丝的话语迟疑：“退却之败兵还留着干什么？一律处决了。万不可因溃兵而乱我军之方寸。”王耀武恶狠狠地说道。李天霞默不作声地点点头，他知道一旦溃兵形成，整个防线很可能就会因此而崩溃，一个溃兵可以卷去一群人的败退，而一群人的败退又会使得整条防线崩溃。
“命令部队第88师在此的一个营立即对日军展开攻击，如有不服从调遣，或是退却者，全部格杀！”王耀武近乎冰冷的话语使得李天霞的心又一下提了起来，到底不是自己的兄弟，师长说杀就要杀。按照第51师师长王耀武和第153旅李天霞的旅长的命令，第51师以张灵甫第305团为主力，随即对华严寺一线展开全面的反击。
然而反击并不十分顺利，在接连的日军的炮击中，他们的反击遭到了很大的伤亡，炮弹爆炸声中到处都是冒起了滚滚浓烟，而反击的中国士兵则无遮无避地暴露在街面上伤亡惨重，以至于中华门外躺满了中国士兵的尸体。枪林弹雨之中，第51师和第88师一部虽然死伤惨重，但依然顽强地推进着。
整个营的指挥全部陷入在混乱中，各作战连只能各自为战，拼命地组织进攻。升腾而起的照明弹不时地炸开，缓缓逝去的照明弹就如同黑夜里间或的阳光一样，给这片杀戮战场带来如同白昼样的光亮。只是每一次随着照明弹的升起，人们都被那涌入视线内遍地的尸首深深地震惊了。
除了第51师在正面的进攻之外，第88师一部组织了一批奋勇队从侧翼大迂回，利用正面的掩护向前推进。接连下来的炮弹在废墟内腾起一道道烟柱，接连直上云天，高高悬挂在那夜幕之间。冬夜里的寒风让人感觉很不舒服，冰冷刺骨，如刀样地在脸上刮动。此时李天霞独自静静地远眺着那片灰蒙蒙的夜幕，看着日军对一片废墟样的阵地展开一波又一波的大规模炮击。沉闷的爆炸声中，脚底的大地在微微地颤动着，烟火袅绕在战地的上空。
“我是第88师的，妈的！你们没权逮捕我！”一个从前线溃退下来的军官的破口大骂引起了李天霞的注意，到底还是出现了退兵。这个军官很快便被一名师部特务连的士兵一记枪托狠击在他的腮帮子上，“你个不要脸的逃兵，还有脸叫唤。”
李天霞走到溃退下来的军官的面前，蹲了下来，逼视着这个被押解着的、两股战栗着的军官，“长官部有令，任何退却之徒一律军法严惩。”李天霞起身对着一群衣裳褴褛的溃兵们说道，“我们的身后就是中华民国的首都——南京，没有长官部的命令谁也不可后退。杀一而儆百，你们是勇敢地死在自己的阵地上，还是死在自己人的枪口下，自己看着办。”
说着李天霞摘下手套，狠狠地抽在那个哆嗦着的军官满是血污的脸庞上，“是条汉子下辈子就别他妈的当逃兵，身为长官居然弃自己众弟兄于不顾，亏得你还是个当官长的。”丝毫不理会那怨毒的目光，李天霞转身过来，扫视了一眼那些退下来的逃兵，“是愿意这样去死，还是回阵地去和鬼子拼个你死我活？！”“妈的！弟兄们，这样也是死，那样也是死，和狗日的小鬼子拼了。”那名军官也勉强地爬起身来，向着李天霞敬了个军礼，带着一群乱糟糟退下来的溃兵们又转身冲向了一片火海的阵地。