日军突破吴福线后继续西进。
23日开始向锡澄线发起进攻。蒋介石下令死守现有阵地，但溃退之势无法挽回。
25日无锡失陷。中国军队放弃锡澄线，一部沿京沪铁路向常州撤退，大部经宜兴往浙赣边境撤退。
27日日军切断江阴、无锡公路，29日攻入常州。
自锡澄线弃守后成为孤军的江阴要塞守备部队，从11月28日起受到日军围攻，与敌激战5日后，工事大部被摧毁，官兵伤亡甚多，遂向镇江方向突围。
12月2日，江阴要塞失陷。
11月9日，右翼作战军开始向乍平嘉＇乍浦经平湖至嘉兴。＇国防线撤退，遭敌第6、第18师迫击。与敌激战至14日，嘉善失守。
19日，苏嘉线＇苏州至嘉兴。＇与沪杭线交会点嘉兴被日军攻陷，乍平嘉国防线被突破。
守军退向南浔、青镇、长安、海宁一线。20日，蒋介石命令刚到达之第7军向吴兴急进，加强吴兴、广德地区防御，11月24日拂晓，日军在30余架飞机掩护下，攻占吴兴。30日占领广德。
12月初向宣城、芜湖西侵，主力北上进攻南京。此时，中国第7战区已经编成，刘湘上将力司令长官，即命第23集团军（川军6个师）支援第7军。
12月初，第21、第15集团军在第23集团军掩护下，经宜兴向孝丰、宁国附近地区转移；第23集团军亦向宣城以西及宁国转移；锡澄线守军即向南京转移。淞沪抗战至此结束。
淞沪会战从1937年8月13日开始，至11月12日中国军队西撤，历时3个月。在此期间，日本侵略军华中方面军，编成上海派遣军、第10集团军，下辖近10个师的兵力，共约28万人，动用军舰30余艘，飞机500余架，坦克300余辆，大举进犯上海。中国先后调集中央部队和驻广东、广西、湖南、四川、贵州、云南等地部队，总计兵力约70余个师，海军舰艇约40艘，空军飞机250架，投入战斗。广大官兵同仇敌汽，斗志昂扬，以劣势装备，与有优势装备的敌人拼搏，毙伤日军4万多人，坚守上海达3个月之久，粉碎了日本军国主义者速战速决的迷梦。
这次会战极大地鼓舞了全国人民的抗日热情，也为上海工厂内迁，保存经济实力，以至掩护国家转入战时体制赢得了时间，松沪会战在世界反法西斯战争中，亦有其重要地位和影响。
淞沪地区是中国的经济中心和首都的门户，日本帝国主义早已虎视眈眈。中国无意把战争引向淞沪地区自伐肺腑，自损资源，以改变敌进攻方向，而是日本侵略者决意夺占上海。因此，在淞沪地区进行一战势必难免。在淞沪地区进行多大规模和多长时间的作战，要从中日双方的特点及中国长期抗战的全局利益考虑。在上海地区给敌以相当的反击和消耗，达到一定的战略目的后，逐次转移至第二、三防线，再从正面阻击，翼侧反击给敌以更大的消耗，在战略上是有利的。把70余万大军部署于敌掌握制主权、制海权的滨海城市，单靠拼消耗，拖时间，幻想求得国际干涉，解决中日战争，这是违背持久战战略方针和不利坚持长期抗战的表现，是战略指导上的严重失误，因而给以后保卫首都南京的作战，造成极为不利的影响。陈诚也认为：“这次战略受政治的影响极大，乃是国家的不幸。”＇《民国档案》1987年第1期，第18页。＇
三、南京失陷及日军大屠杀
日军侵占上海后，鉴于进攻发展顺利，中国首都南京也指日可待，侵华气焰更为嚣张。11月17日，成立最高统帅部——大本营，直接受命于日本天皇。随后，设立了大本营与政府首脑的联席会议。
11月24日，日军大本营召开第一次御前会议，陆军参谋总长等在上奏作战计划中提出，利用在上海周围的胜利，不失时机地果敢追击，进攻南京。
此时，日军乘淞沪会战中国军队撤退之机，以8个师的兵力，分三路水陆并进，进逼南京。日军上海派遣军第11、第13、第16师沿京沪铁路及其以北进击南京。第10集团军第114师沿宜兴、溧阳、溧水公路前进；另以第6、第18师沿宁国、芜湖公路进攻芜湖，以断中国军队沿江往西的退路，国崎支队从广德经郎溪、太平渡江，攻占浦口以截断中因军队后路。日军企图从东南北三面合围南京，占领中国的政治中心，迫使中国政府屈服。
11月中旬，蒋介石连续召开三次高级幕僚会议，商讨防守南京问题。会上多数高级将领认为，日军由京杭国道、京沪线和长江进逼南京，来势凶猛，而南京地处长江弯曲内侧，地形上背水，易攻难守。加以中国军队自上海撤退，战斗力受到削弱，短期内无法恢复，但南京作为国民政府首都不作任何抵抗就放弃当然不可，以过多的部队争一城一地的得失，亦非上策，因而只能作象征性防守。适当抵抗之后就主动撤退。训练总监唐生智则坚持死守。
他说，如果放弃南京何以对总理在天之灵！蒋介石在最后一次会议上表示南京必须防守。此时，唐生智自告奋勇，表示愿意防守南京，誓与南京共存亡。
蒋介石当即任命唐生智为南京卫戍司令长官。
唐生智到任后，于27日对记者发表谈话，表示本人与所属部队誓与南京共存亡，“不惜牺牲于南京保卫战中”，并预言“此种牺牲定将使敌付出莫大之代价。”他为表示破釜沉舟、拼死一战的决心，让交通部长俞飞鹏把下关到浦口之间的船只撤走。其后，又命驻浦口之第1军禁止任何部队及军人由南京北渡，“如有不听制止者，可开枪射击。”＇《文史资料选辑》。第12辑，第9页。＇
蒋介石把可以调得动的兵力即调来防守南京，计有：宋希濂第78军、王敬久第71军、孙元良第72军、叶肇第66军、俞济时第74军、邓龙光第83军、徐源泉第2军团、教导总队和宪兵团等部，共计10余万人。这些大多数是刚从淞沪战场撤退下来的部队，未经补充休整，尚未恢复战斗力。
11月20日，国民政府宣布迁都重庆。到11月底，政府各机关已大部分迁至重庆，一部分迁至武汉、长沙。
日军大本营于12月1日下达攻占南京的命令。
12月2日，免去松井石根上海派遣军司令官的兼职，任命朝香宫鸠彦王继任司令官，华中方面军即分路向南京逼进，决定夺取南京守军的既设阵地，准备攻城。12月5日，日军己到达南京外围阵地附近。当晚，日军第16师向第66军防守的句容阵地进攻，并从土桥镇、牧马场两翼迂回，另以一部由土桥镇转向新塘市断第66军后路。句容守军被围，与日军苦战，损失极大。
6日上午，日军侵入孟塘。午后，日军进至高家庄、大胡山附近，第66军后方联络被切断。中国军队第36、第41及第66军各一部对该敌进行反击。日军第9师与守军第51师在湖熟镇展开激战，守军被迫后撤。
12月7日拂晓，日军猛攻淳化镇，中国守军英勇抵抗。8日，日军分别向东樵村、西庄附近包抄，企图断守军后路。第51师奋力抵抗，伤亡沉重，其第5营官兵牺牲甚多。在8日午后，该镇失守，中国军队撤至板桥镇。至此，日军已进入城郊，南京被围。同日，日军攻陷镇江炮台，第3师一部在此渡江，进击南京。
12月8日晚，日军向南京发起进攻。9日拂晓突进至光华门外大校场、通光营房。守军第87师后续部队赶到，将大校场日军击退。
12月10日，日军逼近南京城下，第114师、第6师向雨花台、通济门、光华门、紫金山第3峰同时进攻。当夜守军第156师选敢死队坠下城墙，将潜伏在城门洞内的日军及盘踞在通光营房的日军消灭甚多。12月12日，日军猛攻雨花台，守军第88师顽强抗击，伤亡惨重，中午雨花台陷落。第88师退守中华门。同日，敌第18师攻占芜湖，向当除前进，中国军队后路被断。
当日，日军以重炮猛轰中华门，城墙数处被轰塌，日军乘机蜂涌而入，守军抵挡不住，遂撤离中华门，于是南京城防被打开了一个缺口。日军一部从中华门突人后，中日双方军队展开激战。接着光华门、中山门亦被突人。此时，日军国崎支队亦开向浦口，切断南京退向长江对岸的去路。
12月12日傍晚，唐生智接到蒋介石电令：“如情势不能久持时，可相机撤退。”随即召集各部队长官开会，下令一部渡江，大部实行突围。当时城内秩序混乱，军队难于掌握。唐生智率长官部少数人员在第36师掩护下由下关渡江而去。他所下达的突围向令，只有第66军、第83军两部当夜由紫金山北麓和栖霞山附近突围成功，退至宁国一带，其他各部涌向江边。是夜从挹江门到下关一带，秩序混乱，纷纷争船抢渡。
南京之战，中国军队以10余万之众抗击日本侵略军。中国军事当局在战役组织指挥上出现了不少错误。战前未作周密部署，守军分别扼守正面很宽纵深浅短的外围和复廓阵地，缺乏机动兵力。战斗中，消极防守，被动应付，致使本可作为首都屏障、钳制敌人前进的金坛、句容、溧水等地轻易陷入敌手。负责策应作战的部队轻失芜湖，使中国军队陆上退路断绝，最后决定突围时又未拟定周密的撤退计划，致使守军在突围中，损失严重。
12月13日，南京沦陷。日军人城，肆意烧杀淫掠，无恶不作。日军国崎支队占领浦口，日军第16师进入下关，切断中国军队退路，并乘舰艇向江面正在撤退的渡船、木排射击。中国军队被敌枪炮击毙及舰艇撞翻而淹死者多达3000余人。
日军人城以后大肆“扫荡”，开始了震惊世界的大屠杀。当时城内剩下的居民和外地逃来的难民大部分已避人“安全区”。这个“安全区”，是11月下旬由留在南京的少数外侨组成的“南京安全区国际委员会”划定的，该委员会向中日双方要求承认难民区的中立地位。中国方面对之完全承认，卫戍司令唐生智下令将区内军事机构全部迁出。日军当局也保证：“难民区内倘无中国军队或军事机关，则日军不致故意加以攻击。”＇田伯烈：《外人目睹之日军暴行》，中正书