12月6日，日军进抵栖霞山、汤山、淳化镇等地，从三面对南京形成包围。第二天，松井石根下令：“今日开始向南京外围阵地进攻；突破该阵地后，继续向南京复廓阵地攻击；集中全部炮火摧毁并夺取城垣。”
具体部署为：上海派遣军负责攻击东北面的中山门、太平门、和平门（今中央门）；第10军负责攻击西南面的共和门（今通济门）、中华门、水西门。两军作战地境分界线为共和门—公园路—中正街—汉中路。
当天，日军在飞机大炮强大火力支援下，向南京外围阵地发起全面猛攻。炮弹炸弹暴风雨般袭来，弹片纷飞，硝烟弥漫，南京外围阵地受到极大破坏，守军遭到重大伤亡。
南京卫戍司令部，即令第66军以一部兵力从汤山镇由南向北，第41师以一部兵力从乌龙山由北向南，第36师预备2团配属战车连，从麒麟门由西向东，对突入胡塘、大胡山附近之敌实施合击。但日军后续部队已从突破口投入战斗，第66军汤山阵地和第41师栖霞山阵地均遭日军猛烈攻击，而三面合击计划已无法实现。第66军和第41师即退守原阵地，第36师预备2团转至东流以西、以南一带，抗击已攻占复兴桥的日军。
日军连夜继续向守军阵地猛烈攻击。第6师团原在湖州地区之一部，以强行军赶至秣陵镇以西地区，在第114师团左翼展开，参加进攻南京外围阵地作战。
激战两日一夜，南京外围主要地段防御工事多被摧毁，守军伤亡惨重。第51师防守淳化镇的第301团代团长纪鸿儒负重伤，连长伤亡九人，排长以下伤亡1,400人。
当日下午，日军在坦克引导下先后攻占汤山镇、淳化镇等重要据点。右翼第13师团第26旅团击退第57军第111师，占领靖江，天谷支队攻入镇江；左翼国崎支队进至当滁附近，第18师团攻占宣城后，正向芜湖前进。
鉴于以上局势，为集中兵力固守南京，卫戍司令部即令外围阵地守军，退守复廓阵地。
12月8日16时，下达“防守南京复廓阵地”命令。
具体部署为：右侧支队固守板桥镇、大戴山之线；第74军固守牛首山一带据点至河定桥之线；第88师固守雨花台；第87师固守河定桥至孩子里之线，右与88师及51师、左与教导总队联系；教导总队固守紫金山；第2军团固守杨坊山、乌龙山之线及乌龙山要塞；第36师固守洪山、幕府山一带；第66军至大水关附近集结待命；第83军第156师及第36师预备2团，在青龙山、龙王山之线掩护撤退。
并令宪兵教导2团防守水西门至汉中门城垣阵地及城外上新河河堤阵地；宪兵2团防守城内清凉山，宪兵10团防守城内明故宫飞机场。