11日，战况更为激烈。当日晚，唐生智接到了蒋介石的两封密电：如情势不能久持时，可相机撤退，以图整理，而期反攻。12日拂晓，日军以飞机炮兵同时猛烈攻击。至正午止，八十八师雨花台主阵地全被日军占领。当日午后5时，唐生智召集各高级将领会议，决定大部于12日晚1l时后开始突围，一部渡江。
13日，突围部队除一部按照计划实施外，大队人马均沿中山路拥向下关，纷纷抢先渡江，秩序混乱达于极点。由于人数过多，除一部渡江及泅水而过者外，大部均壮烈牺牲。南京于是日失守。李宗仁在其回忆录中，对当时的撤退情形有这样一段描述：“撤退时毫无计划（计划当然是有的，12日的撤退会议只有二十分钟，长官部参谋长周娴以印好了的命令发给每人一份，问题是各部均不遵令突围），任由官兵乱窜，各自逃生。少数勇敢部队不知究竟，误认友军畏缩，擅自撤退，竟在城楼上架起机枪，扫射溃窜出城的友军，率至自相残杀，死伤枕藉，惨烈之至。”
蒋介石在南京失守的当天即12月13日，发表了《为我军退出南京宣言》，说：
国军退出南京，绝不致影响我政府始终一贯抵抗日本侵略原定的国策，其唯一意义，实只加强全国一致继续抗战之决心。盖政府所在地既已他迁，南京在政治上军事上皆无重要性可言。予作战计划，本定于敌军炮火过烈，使我军作无谓牺牲过甚之时，将阵线向后转移：今已本此计划，令南京驻军退守其他阵地，继续抗战。
日军占领南京后，17日举行入城仪式。前一日，蒋介石在武汉发表《我军退出南京告全国国民书》。文告说：
此次抗战，开始迄今，我前线将士，伤亡总数已达30万以上，人民生命财产之损失，更不可以数计。……中国持久抗战，其最后决胜之中心不但不在南京，抑且不在各大都市，而实寄于全国之乡村与广大强固之民心。……人人敌忾，步步设防，则四千万方里国土以内到处皆可造成有形无形之坚强壁垒，以制敌之死命。
……敌愈深入，将愈陷于被动之地位。敌如必欲尽占我四千万方里之土地，宰割我四万万之人民，所需兵力，当为几何？诚使我全国同胞不屈不挠、前赴后继、随时随地皆能发动坚强之抵抗力，敌之武力，终有穷时，最后胜利，必属于我。〔21〕
南京失守了，国民党军队也遭受了惨重的损失，但蒋介石没有投降，广大中国军民更是愈战愈勇，战斗意志愈加昂扬。日本扩张主义派的预言失败了，正如反扩张主义派代表石原所说，他们认为战争可以迅速结束的想法，“表明他们对中国人的民族性格理解得很肤浅”〔22〕。
京沪战事一结束，津浦线就成为日军攻击的下一目标。因日军在京沪线得手后，必定要打通津浦线以清除右侧面的威胁，然后才可西进。为此，日军在占领南京后不久，很快自南、北两个方面向津浦线发动了攻势。
“我如能在津浦线上将敌人拖住数月，使武汉后方有充分时间重行部署，则我们抗战还可继续与敌人作长期的纠缠，以待国际局势的转变。如我军在津浦线上的抵抗迅速瓦解，则敌人一举可下武汉，囊括中原，使我方无喘息机会，则抗战前途便不堪设想。”〔23〕当时，津浦路北段的仗是由第五战区副司令长官兼第三集团军总司令韩复榘指挥的，打得比较糟糕。韩氏与蒋介石素有隔阂，抗战开始后，对最后胜利也无信心，所以自始至终想保存实力，但也不想如日本人所希望的充当汉奸。日军攻陷南京后，曾逼迫韩复榘摊牌，韩氏不肯。日军遂于12月23日由青城、济南间渡河。27日侵入济南。韩复榘不战而退。31日日军攻陷泰安。1938年1月2日韩部放弃大汶口，日军于1月5日攻入济宁，沿津浦路长驱直入。李宗仁在徐州得报后，当即严令韩复榘循津浦线后撤，设险防守。而韩氏不听命令，竟率所部两军，舍弃津浦路，向鲁西撤退，且不向李宗仁报告，以致津浦路正面，大门洞开，大批日军乘虚而下。
1938年1月中旬，蒋介石在河南开封紧急召开由第一和第五两个战区师长以上将领参加的军事会议。首先，蒋介石强调了国民党军的战略目标及防守津浦线的重要性。他说：“我军的战略是什么呢？简单明了的讲起来，就是东面我们要保持津浦路，北面要保持道清路，来巩固武汉核心的基础。大家知道，自从上海南京失守，我们唯一的政治外交经济的中心，就在武汉。武汉决不容再失了，我们要维持国家的命脉，就一定要死守武汉，巩固武汉。但是我们要巩固武汉，就要东守津浦，北守道清。如果津浦道清两路失守，武汉就失了屏障；屏障失了，武汉就受威胁！所以津浦道清两路，我们无论如何要抵死固守，决不容敌人进犯。”〔24〕
