为了迅速解决处于胶着状态的上海战争，一九三七年十一月五日，日军在杭州湾北岸的全公亭、金山嘴等地登陆。七日，日本编成华中派遣军。九日，日军攻陷松江。中国军队淞沪阵地的侧后受到重大威胁，遂于当天全线撤退。中国最大的城市上海沦陷了。
淞沪之战，日本投入的兵力约三十万人。中国参战的军队约七十万人，他们奋勇战斗了近三个月，毙伤日军五万多人，给日寇以很大的挫折，粉碎了敌人三个月灭亡中国的梦想。但是由于国民党政府的错误抗战方针，蒋介石指挥的无能，以致受到很大损失，对整个战局产生了不利的影响。十月下旬，国民党政府军政部曾说：“目下现役部队略已使用完尽，此后补充者多系新募，未经训练，故战斗力益见低劣。”“械弹器材被服粮秣之积储略已用至半数，后续补充堪虞。”
日军占领上海后，一部向沪宁路进攻，并派兵在白茆口登陆。十一月中旬，先后攻占嘉定、常熟、苏州等地。下旬又陷无锡、常州。十二月初，攻陷江阴要塞等地。另一部日军向沪杭路进攻。十一月，连陷嘉兴、长兴、吴兴、宜兴等地。十二月一日，日本决定进攻南京，企图迅速结束侵华战争。
淞沪抗战失败以后，蒋介石仓促决定固守南京，临时建立起南京卫戍军，由十三个师和一些炮兵部队组成。(www.xing528.com)
十二月初，日本华中方面军所属上海派遣军继续沿沪宁路及两侧地区进攻，相继占领句容、淳化、镇江；中旬又陷江北的扬州、仙女庙、滁县。日本华中方面军第十军的三个师团，分别沿宜兴至溧水、长兴至洪兰埠、宁国至南京的公路进攻，相继攻占溧水、秣陵关、宁国、芜湖等地。八日开始了南京附近的战斗。前一天蒋介石离开南京。十二日晚卫戍军按蒋介石的命令撤退，全军在极其混乱中溃逃。此役国民党军损失十余万人，器械弹药丢弃无数。十三日，南京失陷。
日军占领南京后，在日本政府的纵容及其司令官松井石根的唆使下，进行了灭绝人性的烧杀淫掠“大竞赛”。兽军见到中国男子便杀；见到中国女子就强奸，奸后再杀；大肆焚烧房屋，抢掠金钱财物。十八日夜间，兽军将从城内逃出而被拘囚于幕府山的男女老幼共五万七千余人，用铅丝捆扎，驱至下关草鞋峡，用机枪密集扫射，然后将尸体浇上煤油焚化。兽军用砍头、劈脑、剖腹、挖心、水溺、火烧、砍剁四肢以及其它种种惨绝人寰的野蛮手段屠杀中国人。在持续六周的杀戮中，我国同胞被杀害者达三十五万人之多。在一个月内，南京市内发生的强奸事件，有二万多起。这是第二次世界大战中极端残暴的法西斯兽行。如当时的一分密电中所说：“犯罪的不是这个日本人，或者那个日本人，而是整个的日本皇军。……它是一副正在开动的野兽机器”。但是，日本法西斯强盗的兽行，并没有吓住中国人民，相反，更激起全中国人民同仇敌忾，奋起抗战。
十月下旬，日本曾通过德国向蒋介石提出和谈问题，德国驻华大使陶德曼为此进行斡旋。但是由于害怕全国人民的反对，国民党政府未敢答应日本的要求。日本帝国主义在占领了中国的首都南京之后，于一九三八年一月十六日发表声明：“帝国政府今后不以国民政府为对手，而期望真能与帝国合作的中国新政权的建立与发展”。十八日，日本首相近卫在会见记者时说：今后的“对华方针是谋求使国民政府崩溃。”
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