日本陆军总司令官松井石根对本劝告的答复，当于十二月十日正午交至中山路句容道上的步哨线。若贵军派遣代表司令官的责任者时，本司令官也准备派代表在该处与贵方签订有关南京城接收问题的必要协定。如果上述指定时间内得不到任何答复，日军不得已将开始对南京城的进攻。
松井石根的命令并不见效。十日一早，东路日军的重炮向紫金山第二主峰阵地逐段猛轰，敌机扫射助战。涂有旭日旗的日军坦克轰隆隆地分两路掩护步兵向西山和中山陵冲锋！围城的日军炮兵一齐向南京猛轰。这天上午，三十多架敌机轰炸南京市区，大街小巷屋倒人亡，下关一带烈火冲天！唐生智把劝降书往地上一扔，向守城部队出命令：
“各部队官兵应抱与阵地共存亡的决心，尽力固守，不许轻弃寸土，动摇全军。若有不遵命令，擅自后移者，应遵委员长命令按连坐法从严惩办！”他又拿起电话：“要宋军长！”七十八军军长宋希濂其实只有三十六师三千余人，他奉命在下关一带防守。他一听，是唐长官的声音：
“敌军迫近都，全军必须尽力固守，背水一战！所有船只都由运输司令部保管，你部负责沿江警戒，禁止任何部队渡江，违者拘捕严办！”宋希濂命令三十六师：
“关上挹江门，禁止部队出城！”浴血奋战十二月十日十一点四十分，从中山门外的一辆日军吉普车中走出四个日本军人――华中方面军副参谋长武藤、高级参谋公平、报参谋中山和翻译冈田尚。离规定的时间还有二十分钟，这是光荣和耻辱的时刻。武藤和公平两人注视着中山门的动静。翻译官冈田在心中默默地祈祷，期望举着白旗的中**使快些到来。
十二点整，不见中**使的人影。他们又等了十分钟。武藤副参谋长挥了挥手：“没希望了，回去吧！”日军开始全线进攻！南京守军用猛烈的炮火和沸腾的热血迎击敌人！紫金山主阵地从老虎洞退到第二峰的教导总队副总队长兼步兵一旅旅长周振强，率领部队奋勇抵抗敌人的连续进攻。这时，筑有天文台的第三峰阵地已被敌人占领了。第二峰海拔三百五十米，比第三峰高一百米，它和主峰一样，都构筑有坚固的暗堡、堑壕和拉有铁丝网的散兵壕。
紫金山是南京的制高点。日军三十三联队在野田指挥下，利用黑夜的掩护，乘胜起突击。突击队依靠强大的炮火支援，沿着陡峭的山坡，一步一步地向上攀登，勇猛地向守军阵地冲锋。
炮弹的爆炸声震天动地，强大的气浪把树枝和紫红色的土石抛向空中，树木燃烧着，大火映红了山峰。守军用机枪和集束手榴弹进行顽强抵抗，左侧有一支二百人的反冲击队伍配合。一次又一次地反复争夺，双方的伤亡都很大。
教导总队是国民党军按照德国步兵团的编制、用德国的装备、有德国顾问训练的德式团营连战术示范部队，又是蒋介石仿照希特勒建立的绝对忠于领袖的铁卫队，吃得比别人好，穿的是呢子服，每月比别的士兵多拿两块袁大头。组织纪律严密、战斗力强。他们死打硬拼了两天一夜，第二峰寸土未丢。
敌人开始了全面出击。炮兵火力延伸到守军的纵深地带，突击部队不断增援。乌龟一样的坦克车成群结队地掩护步兵开上来，守军的防坦克炮奋勇迎击。“轰！”“轰！”两声，两辆日军的坦克被击毁了。炮火越来越猛。敌人开始火攻。紫金山烧红了。加农炮的穿甲弹雨点般地落下来，主阵地上的不少机枪掩体被摧毁了。硝烟弥漫。守军冒着炮火拼命还击。一个机枪手倒下了，下一个又冲了上来。
激战中，周振强现山下麒麟门一带灯火辉煌，这是日军的宿营地。他立即将况报告总队长桂永清，并和三旅旅长马威龙、工兵团杨团长一起建议，派兵奇袭敌人后方。德国步兵专业学校毕业的桂永清拿不定主意，他和唐生智商量后，打电话给周振强：
“现在兵员消耗太多，万一出击不成，守城的兵力就更不足了。”日军的侦察汽球高高地升起在紫金山上空，为他们的炮兵指示射击目标。穿甲弹一连射了**百，有的一直打到梅花山、明孝陵，日军的飞机也不时来投弹扫射，三团阵地的火炮和机枪被炸坏了不少。团长李西开和团副彭月翔的指挥所设在明孝陵的墓道中，虽然敌人的炮弹和炸弹不断地在附近爆炸，部队伤亡了一半，但他们仍然不停地还击敌人。