กองทัพญี่ปุ่นใช้ประโยชน์จากภูมิประเทศที่ว่า นานกิงนั้นถูกขนาบด้วยแม่น้ำถึงสองด้าน ซึ่งเมืองนี้ตั้งอยู่ทางใต้ของโค้งแม่น้ำแยงซี ซึ่งเมื่อไหลมาจากทางเหนือแล้วก็เลี้ยวผ่านไปทางตะวันออก กองทัพญี่ปุ่นภายใต้การนำของพลเอกนากาจิมะ เคซาโกะ สามารถเดินทัพจากทางตะวันออกเฉียงใต้มาบรรจบกันที่ด้านหน้าของนานกิงในรูปครึ่งวงกลม โดยใช้แม่น้ำเป็นกำแพงธรรมชาติล้อมเมืองหลวงแห่งนี้ รวมทั้งสกัดการฝ่าหนีออกไป

ปลายเดือนพฤศจิกายน ทหารญี่ปุ่นสามกองทัพดาหน้าเข้าหานานกิง ทัพหนึ่งมุ่งตะวันตกทางฝั่งด้านใต้ของแม่น้ำแยงซี ทหารกองนี้เข้ามาทางแม่น้ำไป๋เหมา ซึ่งอยู่ทางตะวันตกเฉียงเหนือของเซี่ยงไฮ้ โดยเดินทัพมาทางรถไฟสายนานกิง-เซี่ยงไฮ้

ทัพที่สองเตรียมตัวบุกจู่โจมนานกิงทั้งทางน้ำและทางบกอยู่ที่ทะเลสาบอ้ายหู ทัพนี้เคลื่อนจากเซี่ยงไฮ้ลงมาทางตะวันตก และเดินทัพอยู่ทางทิศใต้ของทัพของนาคาจิมา โดยผู้นำทัพนี้คือ พลเอกมัตสึอิ อิวาเนะ

ทัพที่สามภายใต้การนำของพลโทยานากาวะ ไฮซูเกะ เดินห่างจากทัพของพลเอกมัตสึอิลงไปทางใต้และหักเลี้ยวเข้าหานานกิงจากทางตะวันตกเฉียงเหนือ

ก่อนที่จะบุกถึงนานกิงนั้นทหารญี่ปุ่นได้เข้าโจมตีเมืองซูโจวและฆ่าทุกคนที่พบ การบุกเข้าเมืองซูโจวครั้งนี้ทำให้จำนวนประชากรลดลงจาก 350,000 คนลงเหลือไม่ถึง 500 คน

จนถึงรุ่งสางของวันที่ 13 ธันวาคม กองทัพญี่ปุ่นสามารถบุกผ่านประตูเมืองนานกิงเข้ามาได้