松井石根立即行动，向全军正式颁布了进攻南京的作战计划与兵力部署的命令。1937年12 月5日晚，松井石根指挥日本"华中方面军"各师团，在日航空兵的配合下，向南京外围防线各阵地开始发动猛烈的进攻，举世瞩目的南京攻防战役开始。
在日军的打击下，中国守军不得不退至以城墙为依托的防线。此时，各部日军已推进至南京城下，从四面将南京紧紧包围，南京已危在旦夕，指日可下。松井石根认为，在日军强大军事威胁之下，被包围在城内无处可逃的中国守军必将放弃抵抗，派出代表向日军乞降。因此他下令各部日军从9日午后4 时起暂停对南京的进攻，并令将在8 日晚赶写成的一份致南京中国守军的《劝降书》，印刷了数千份，于12 月9日中午用战机向南京城内空投散发。这是松井石根对南京军民发出的最后通牒。
松井石根在《劝降书》中赤裸裸地恐怖威慑："日本军对负隅顽抗的人将格杀勿论……贵军如果继续抵抗的话，南京将无法免于战火，千年的文化精髓将会毁于一旦，十年的苦心经营也将化为乌有。"由此可见，南京大屠杀根本就不是什么"偶然事件"，而是早已"设定"。
谁知，松井石根的《劝降书》被南京守军完全无视了。松井石根在日记中称："唐生智无礼至极，非但在10 日正午以前没有任何回复，反而从10日早晨起，用猛烈的炮火攻击我军作为酬报。"愤怒的松井石根恼羞成怒，于10日午后命各部日军同时向南京阵地发动了猛烈进攻，战斗空前激烈。
1937 年12 月13 日，南京城经血战后沦陷敌手。
