W toku pięciotygodniowej kampanii między 11 listopada a 9 grudnia japońska armia przeszła z Szanghaju do Nankinu w szybkim tempie, ścigając wycofującą się armię chińską i pokonując wszelki opór na swojej drodze. Kampania charakteryzowała się ogromną brutalnością i zniszczeniami, a japońskie oddziały popełniały coraz więcej zbrodni na lokalnej ludności, podczas gdy chińskie siły wdrożyły taktykę spalonej ziemi, niszcząc własną infrastrukturę, aby spowolnić postępy przeciwnika.

Do 9 grudnia Japończycy dotarli do ostatniej linii obrony, linii Fukuo, za którą znajdowały się ufortyfikowane średniowieczne mury Nankinu. 10 grudnia Matsui nakazał generalny szturm Nankinu, a po dwóch dniach intensywnych walk Czang Kaj-szek postanowił opuścić miasto. Przed swoim odejściem Tang nakazał żołnierzom dokonanie zorganizowanego przełamania przez japońskie pozycje, ale w tym czasie Nankin był już w dużej mierze otoczony, a jego obrona znalazła się na granicy wytrzymałości. Większość wojsk Tanga załamała się i zginęła w ostatniej fazie bitwy, która zamieniła się w chaotyczny pogrom chińskich oddziałów. Niektórym jednostkom udało się uciec, lecz wiele innych wpadło w śmiertelną pułapkę, jaką stało się miasto.