自从最高统帅部大本营下令唐生智兼任南京卫戍司令长官及南京卫戍军战斗序列后，新成立的南京卫戍长官司令部立即开始制订具体的南京防守计划。
由于最初的时候，卫戍军主力仅有第88师、36师及教导总队，而且又都是由淞沪战场撤至南京补充整理但尚未完成的部队，所以兵力严重不足，这种情况下，南京卫戍长官司令部不不得不下令放弃东南主阵地带的既设国防工事，仅防守复廓阵地。
其防守计划以固守附廓据点及域垣为目的，策定防御部署要旨如下：以第88师任右地区雨花台及城南之守备。以教导总队任中央地区紫金山及城垣东部之守备。以第36师任左地区江山、幕府山及城北之守备。以宪兵部队任清凉山附近之守备。以教导总队之1团及乌龙山要塞部队，警戒长江封锁线。
然而当日军突破锡澄线阵地时，大本营下令，原先留南京的作战组返回武汉统帅部，以第三3战区副司令长官-顾祝同收容从淞沪战场撤下的部队，第3战区长官司令部暂去扬州。
为了加强南京的防守力量，军委会有下令从正向浙、皖、赣边区转移的第3战区部队中留下个师，并从武汉的第7战区部队中调来两个师。
在兵力增加后，卫戍长官司令部又决定恢复以东南主阵地带为第一道防御阵地。以加大阵地纵深、增强防御韧性。其具体部署为：以第72军派出右侧支队至江宁镇附近，任右翼掩护。以第74军任牛首山至淳化镇附近之守备，并向秣陵关、湖熟镇派出前进部队。第66军任淳化镇附近至伏牛山地守备，并向句容附近派有力之前进部队。第83军任伏牛山附近经拜经台至龙潭之守备，向下蜀派出前进部队。
而当徐源泉第2军团即将到达南京时。长官司令部又修改命令。以第83军推进至镇江、丹阳附近，令第2军团接守第83军在龙潭一线的阵地。
这样一来，镇江除江阴要塞部队外尚有第71军、第103、第112师。71军军长王敬久负责指挥镇江要塞部队。进行此处的防御作战。
而日军方面，自从11月24日，华中方面军制定了《第二期作战计划大纲》之后。日。该大纲下发到了第10军、上海派遣军各部队。同时。华中方面军司令官-松井石根大将下令两军在无锡-吴兴一线准备此后的作战。
根据《第二期作战计划大纲》，华中方面军决定在无锡-吴兴一线以东，截止12月上旬做好准备后。为攻占南京而一举突进。
11月下旬上海派遣军突破吴福阵地之后，继续向西推进。第13师团在28日占领了青阳镇。重藤支队向常熟西南方向推进，并与27日进入江阴-无锡公路，并切断了该公路，然后按照上海派遣军的命令在无锡北面地区集结。
第16师团、第11师团、第9师团地主力在突破望亭之后，2日占领无锡，由于上海派遣军司令部得知中**队正在从无锡继续向常州退却之后，遂命令第1师团、第11师团以追击队向常州进攻。同时命令第9师团以一部在太湖水上机动，以主力向常州追击。
由于陆军参谋本部一度计划以第11师团主力和重藤支队为核心，在华南登陆，攻取广州，所以命令第11师团也在无锡以北集结。
尽管如此，第11师团还是下令由兵第10旅长-天谷真次郎指挥着由安达二十三大佐地善通寺步兵第12联队、永津佐比重大佐的松山步兵第22联队编组成天谷支队，会同第13师团、第1师团一起，沿宁沪铁路向南京进攻。
一时之间，日军各师团追击部队沿着沪宁铁路、京杭大运河、太湖、以及太湖北岸公路径直追击。29日，常州失守。
由于上海派遣军司令部决定如果江阴要塞的中**进行顽强抵抗，而不能迅速攻占的话，那么就以第13师团、集成骑兵队(10月8日由骑兵第3、第9、第17和第101四个大队组成，由森五六中佐指挥)封锁江阴要塞，并作好进攻准备。
同时，华中方面军方面下令第11师团及重藤支队集结于无锡，第3师团集结于太仓附近。柳川平助的第10军攻占吴兴、长兴后，以第114师团继续向宜兴、溧阳方向追击；令国崎支队及第18师团之一部向泗安、广德进攻，军主力集结于吴兴附近。
然而在28日，日军上海派遣军司令部于日发现中**队有继续西退之征候时，为了为下一步进攻南京作准备，遂决定“以丹阳及金坛作为进攻南京地前进据点”同时命令第13师团及集成骑兵队攻占江阴要塞。于是，第13师团当即从正面配合海军对江阴要塞展开攻击。
江阴要塞由于具有黄山、君山扼江面，东有狼山、福山为屏障，所以甚是占据优势，而且该地又为南京水路之门户，江面最窄之处仅两公里多。
由于江面水深流急，长江江中又已沉船封锁，配合要塞守备部队地重炮，江阴要塞几乎成为了南京东面扼守江面地重要火力点。
江阴要塞的战备，从外表上是不易看出的，就是要塞地普通守备军官，也难以知道整个要塞的守备全貌。因为江阴要塞构筑要塞工程地工程处，完全是由参谋部城塞派出的。
江阴要塞各炮台原有火炮4门，淞沪会战开始之后，政部兵工署又增设88毫米高平两用半自动炮8门、150毫米加农炮4门，均为从德国采购的最新式火炮。
88毫米高平两用半自动炮8门总共才买了二十门，除了江阴要塞、江宁要塞各有八门之后，还有四门在武汉外围的白浒山，这种火炮命名为甲炮。根据番号命名江宁要塞为甲一台、甲二台；江阴要塞为甲三台、甲四台；白浒山是甲五台。
同运来的4门150毫米加农炮，则命名为丙炮，装在西山的为丙一台。该炮弹弹重达五十公斤，弹种有穿甲、爆炸，最大射程为两万二千公尺，丙炮也是当时最先进的火炮。
当时江阴要塞甲三台、甲四台、丙一台的操作官兵，均由陆军炮兵学校要塞科的要塞炮兵干部训练班组织训练的，由德国负责技术方面的人员进行指导训练。
之前，当淞沪方面的**从上海撤退之时，在南京第一次高级幕僚会议后，第3战区决定对南京仅作象征性防守之际，最高统帅部电令要塞“暂守江阴，候令撤退”。
随后军政部部长何应钦补充指示：“将新炮准备拆到后方安装，铁驳一到即行起运。”
然而在第三次高级幕僚会议决定固守南京后，统帅部又电令要塞“固守江阴”。
所以当日军突破锡澄线时，统帅部正式发布命令成立南京卫戍司令长官部，并公布南京卫戍军建制的时候，要塞又接到“死守江阴”的电令。
防守江阴要塞的部队有第103师、第112师、要塞所属步两个营及江防海军舰艇等，统由江防军总司令刘兴指挥。71军军长王敬久负责指挥镇江要塞部御。
11月26日晚间19时，江防军总司令刘兴下达了作战命令。主要内容为：
江防军以主力固守江阴要塞，以一部警备江岸，施行持久抵抗，以保长江航道。
112师以主力占领由夏港口、夏港镇、青山、江阴城南至金童桥间之主阵地带，拒止敌人。
103师以主力占领金童桥、经杨家港、凤凰山东麓至长山东麓间之主阵地带拒止敌人。
57军率111师，以一部警备南通，拒止敌人上陆，以大部在靖江附近，协同要塞妨害敌舰活动，并拒止敌人上陆。
要塞部队严整备战，构成江上火力阻塞线，制压敌舰之动作。尤须对于陆正面准备火力，支援陆军作战。
江防部队须以鱼雷快艇袭击敌舰，妨害敌舰活动，保护要塞地区。
就在命令下达的当天，日军第13师团及集成骑兵队已进至南闸、云亭、后塍一线，而且日军海军第3舰队的60余艘舰艇也已经出现在段家港以东江面。
11月27日一早开始中日双方就爆发了较大规模的炮战，日军飞机也频频来袭。日军炮兵向黄山山要塞炮台射击，随即遭到还击；东山、西山炮台同开火，双方炮战，很是激烈。随即日军又升起两个观测气球，引导炮兵进行方位交汇法向江阴要塞炮击。双方再次爆发猛烈炮击。
28日，日军攻占了江阴外围前哨阵地，逼近巫山、定山等主阵地前沿。
29日，日军第13师团、集成骑兵队主力在战机、兵舰火力的掩护下以战车为先导，开始向**主阵地发起猛烈的进攻，而**部队则在要塞炮火支援下进行了坚强的抗击。战斗中要塞炮击沉日军兵舰一艘，击伤两艘。有力的支援了步兵的防御作战。
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