至此，由于完成占领常熟、苏州、嘉兴一线，这次被日军称作是“湖东会战”的追击战基本告一段落。对于此时已经完全失控的华中方面军来说，他们的追击脚步并没有停下。就在11月20日晚，参谋次长多田骏向华中方面军参谋长冢田攻少将发出电文：松井集团参谋长，丁集团报告说，其部队经湖州向南京全力追击。其行动被认为已经超越了《临命第六百号》所规定的范围。
虽然这份下午18点45分自东京所发，晚上23点15分华中方面军司令部收到的电文中，多田参谋次长显得很是焦虑，但这个时候事实上已经无法制止了。次日15点参谋次长发来“方面军已经命令第10军立刻停止行动”的报告的同时，华中方面军司令部提出的“向南京追击有利”的意见也为参谋本部所收到，此外，第10军也拍来形式极好的电报。
总之，虽然说停止行动，但第10军却在大步前进。对此，多田次长更是显得担心，他认为：“无论如何也必须制止，否则问题严重。”因而一再督促停止。但恰恰又是这位多田次长，随后又提出“如果不能停止，是否稍微推迟进行”的意见。而第一部长下村定少将则以“河边作战课长正在视察战况，即将归来”为理由，拖延了多田参谋次长要求第10军停止前进的命令，这等于是在给予松井石根及柳川平助以足够的时间将战争继续下去。
而自11月20日第三战区主力部队由苏州退入无锡、江阴一带，国民政府发布迁都重庆宣言，调第23集团军刘湘部5个师——第144师、145师、146师、147师、148师及两个独立旅——独立第13旅、独立第14旅集结广德、泗安、安吉间，以为策应以来，整个太湖南岸的局势就一直在恶化。柳川第10军在11月21日开始以第6师团、第18师团、第114师团、国崎支队向吴兴发起进攻。同时对江阴要塞发起试探性进攻。
早在1935年7月，德国军事顾问法肯豪森将军拟就的《关于应付时局对策之建议书》中，就对随时可能爆发的中日之战的大致走向，作出了相当准确的判断，这一点在现如今开战之后，起到了相当大的指导作用。其中着重提到：
一旦军事上，中日发生冲突，华北即直受威胁，若不战而放弃河北，则陇海路及其重大城市，即陷于最前战区。敌军对黄河防线，不难由山东方面，取席卷之势。而正面有重大意义者，首推长江。
敌苟能控制中国最重要之中心点，直至武汉一带，则中国之防力已失一最重要之根据，于是至内地，中国截分为二。目前国军主力，俱集中于南部、西部，宜速抽调可以节省之兵力，分驻各区，使能应作战之用。凡作战所用部队，宜集中于徐州-郑州-武汉-南昌-南京区间。北方则掩护陇海线及沿路有关生存之设备，故最初抵抗区务必向北推进，是以沧县、保定之线宜绝对防御，最后战线为黄河，宜作有计划之人工布防，增厚其防御力。东部有两事极关重要：一为封锁长江，二为警卫首都，两者有密切之连带关系。次之为武汉、南昌，可做支撑点，宜用全力固守，以维持通广州之联络。终之四川，为最后防地。
也正是根据这个《关于应付时局对策之建议书》，国民政府军事委员会主持了长江江阴要塞的布防——淞沪线、吴福线、锡澄线的构筑等一系列国防工事的兴建计划。这其中，江阴要塞的地位最为重要。江阴要塞由于有黄山、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，长江江中又以沉船封锁，配合要塞守备部队的重炮，江阴要塞几乎成为了南京东面扼守江面的重要火力点，自然也是日军沿江进攻南京的必取之地。
江阴要塞的战备，从外表上是不易看出的，就是要塞的普通守备军官，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的工程处，完全是由参谋部城塞组派出的。要塞各炮台原有火炮49门，淞沪会战开始之后，军政部兵工署又增设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。
其中88毫米高平两用半自动炮总共才买了20门，除了江阴要塞、江宁要塞各有8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。同时运来的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50公斤，弹种有穿甲、爆炸两种，最大射程为22000米，“丙炮”也是当时世界上最为先进的岸防火炮之一。
而江阴要塞甲三台、甲四台、丙一台的操作官兵，均由陆军炮兵学校要塞科负责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，当淞沪方面的中国军队从上海撤退之时，在南京第一次高级幕僚会议后，第三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、要塞所属步兵两个营及江防海军舰艇等，统一由江防军总司令刘兴指挥。第71军军长王敬久负责指挥镇江要塞防御。
然而自淞沪会战爆发以来，日军便不断出动陆、海军航空队的飞机来江阴要塞一线，向要塞及舰队实施狂轰滥炸。由于中日战事爆发的时候，中日两国海军的实力悬殊，没有作战舰艇的中国海军根本就无法对抗日本海军队。而也正是依仗着中国海军没有实力，以“出云”号装甲巡洋舰为旗舰的日本舰队才得以在长江、黄浦江频频进出，如入无人之地。
由于最高军事委员会明确指示海军要绝对确保对江阴以西长江航线的控制，为此，国民政府海军部也制定了与陆战相配合的战略目标，即以长江为布防重心，集中主要舰只，封锁出海口，消灭长江内的日本军舰。开战前的8月5日的最高绝密作战会议上，军委会曾经下令封锁江阴要塞，对长江实行封锁，防止日本海军溯江而上攻击南京，同时要截住长江中上游的日本舰艇和商船。
然而作战计划还没有来得及实施，国民政府行政院秘书黄浚就将这一情况外泄出去，原来他早已被日本女间谍南造云子（化名为廖雅权，潜伏在南京汤山温泉当服务员。有“帝国第一女间谍”之称）所收买。结果未等中国海军实施封锁作战，原先停泊在重庆、宜昌、九江、武汉、南京等长江中上游各港口的日本军舰、商船就全部开足马力驶往长江下游，并冲过了江阴要塞，由于中国军队缺乏足够的警惕和协调，当海军部醒悟过来后，才发现所有日本军舰已经全部逃脱，整个作战计划也因此而彻底流产。
在围歼日本海军第3舰队第11战队的计划流产后，根据最高国防会议的精神，从8月11日开始，中国海军开始实施封江前的相关准备工作。封锁江阴江面的最先工作主要是破坏航标，以增加敌舰航行难度，减缓其前进速度，接着海军部又根据《民国二十六年（1937年）国防纲要》中提出“海军退入长江布防”的要领，12日，海军又以第1舰队与第2舰队主力等49艘军舰在江阴江面集合完毕，随后在海军部长陈绍宽将军的主持下，以海军“通济”、“大同”、“自强”、“德胜”等8艘军舰和20艘民用舰船实施自沉，又征用“公平”、“万宰”、“泳吉”等3艘民轮沉入江中，从而构筑封锁线。
同时，海军部又从江苏、浙江等省紧急征用民用船只185艘，满载石子沉入封锁线的缺口中，完成了江阴江面的封锁。这样，自8月13日战争开始的时候，国府海军主力几乎全在江阴封锁线布防，以成“拱卫京畿”之势。
由于江阴构筑了封锁线，再加上长江两岸强大的火力，日军兵舰无法沿江上溯，只好频繁出动海军舰载机和陆基航空兵实施轰炸。海军部队第1舰队司令陈季良率领海军主力“宁海”、“平海”、“逸仙”等8艘主力舰在沉船封锁线后方布防，第2舰队的小型舰艇部署其后，形成迎敌之势。
8月16、19日，中日双方在江阴江面初次接战，22日下午，日军又以战机12架分为两个编队对江阴要塞与电雷学校实施轰炸，此后一段时间内，日军虽然停止了对江阴地区的正面空袭，但并没有放弃对江阴要塞的窥探。僵持至9月23日，中日双方海军展开最终决战。
日本海军以军舰十余艘向江阴进逼，并出动4个编队共50余架飞机对中国海军舰队进行轮番轰炸。“宁海”舰多处受创进水，最后舰身严重倾斜，船上官兵死伤过半，不得不搁浅在长江北岸；旗舰“平海”号亦遭到日机的轮番轰炸和扫射，于25日清晨，沉入长江；而“逸仙”舰也在25日这天因舰身被击中多处，舱内大量进水，而沉没江中。
在遭到敌机空袭而失去大多数主力军舰以后，海军部长陈绍宽下令自沉“海圻”、“海容”、“海筹”、“海琛”等年久失修、缺乏防空火力的兵舰，以进一步堵塞江阴航道。这样一来，由于中国海军部队的第1舰队、第2舰队在中日海军大战中几乎悉数被击沉，江阴要塞便基本成了以炮台为支撑力量的沿江防御要点，而不得不暴露在日本海军及陆军的夹攻之下。
但是对于日军来说，中国海军主力虽然被歼，但江阴堵塞线及江阴炮台却依然牢牢挡在沿江而上进攻南京的海军舰队面前。要想打开长江航道、清除堵塞线，首先必须攻取江阴要塞，摧毁江阴的要塞炮兵。要塞区布设炮100余门，要塞工事构筑由军政部城市组设计和指导施工，构筑成永久性工事，要想夺得此咽喉之地，对于日军来说也并非易事，也因此，除了以第16师团、重藤支队沿陆路进逼之外，日军海军还出动以浅水炮舰为主力的“扬子江舰队”配合作战，沿长江而上进犯要塞区。
自22日晨起，日本海军利用浅水炮舰吃水浅、可以在沉船封锁区活动的优势，开始对狼山、福山实施猛烈炮击，其用意显然是想破坏江阴方面的封锁线。而中国军队则一边开始在镇江构筑坚固工事，一边在江阴江面布置第二道封锁线。而也就在这一天宋希濂之第78军撤退到了南京，开始入列南京卫戍军的战斗序列。
实际编成只有第36师的第78军是11月18日在无锡归入第三战区总预备队序列的，但旋即宋希濂便接到总预备队指挥官兼第17军团长胡宗南的面授命令：“贵军着即开赴南京集结待命。”在进抵南京之后，宋希濂将部队集结在南京麒麟门附近，并奉南京卫戍司令长官唐生智的《卫参字第三号训令》将主力置于汤山附近，担任观山至超真观一线的警戒，并于警戒地境内指导民夫构筑复廓工事。
由于南京卫戍司令长官部的底子是军事委员会警卫执行部，故而实际上部署南京保卫战的高级幕僚都是原警卫执行部的军官。譬如早在11月9日晚，当时还是执行部主任的唐生智便听取了现任南京卫戍司令长官部参谋处第一科科长谭道平的关于前线情况的汇报。
而当时谭道平是在军事委员会警卫执行部工作的，其主要是整理战事会报的意见要领。日军在杭州湾金山卫登陆成功，国民政府立刻感到事态的严重，曾派出大批军官到各处去详察国防工事构筑。11月6日这天谭道平奉命赶到苏州，向第三战区副司令长官顾祝同报到，并请示前方的军队配置情形，随后又随着副长官部的高级幕僚去视察国防工事。
由于当时谭道平觉得这一带的工事不够坚固，除掉简单的轻重机枪掩体以外，战壕尚未完成，副防御工事则尚未构筑，于是记录下工事的优缺点以及必须改进的各点，立即草拟苏州国防构筑工事的视察报告后，直接于11月8日晚回返南京，并在11月9日晚上晋见了执行部主任唐生智将军，同时呈上视察报告。那次晚间的会议上，警卫执行部的高级幕僚都在座。
在听取了谭道平关于苏州和上海的作战经过报告后，唐生智曾强调说：“战争形势已起了变化，我们业已决定，放弃上海。往后战争将降临到我们的门口，南京是我们的首都，我们不能够轻易地把它奉送给敌人，保卫的责任现在是毫无迟疑的，要我们来担负……我们平时常说抗战抗战，难道只是叫人家牺牲的吗？难道肯让敌人从我们手里随随便便地把我们的首都拿去吗？……我向大家说明，我不能辞卸这一个责任——保卫首都……”
汇报结束以后，唐生智便开始要求警卫执行部的幕僚开始计划作守城的准备。甚至蒋介石委员长率领唐生智、钱大钧、桂永清、第三战区副长官部参谋处副处长邵存诚等各位将领到天堡城视察工事，面授守城机宜的时候，谭道平当时也跟随着一同登天堡城，因为那个时候，警卫执行部已经作出了方案。
在奉蒋介石命令任南京卫戍司令长官后，唐生智随即将警卫执行部改组为卫戍长官部，因为警卫执行部当时仅担任国防工事的监督，并未作守城的准备，所以人力物力均感巨缺，加之当时南京卫戍军仅有第88师、第36师和教导总队，而这些部队，又都是在上海激战后新撤到南京补充整理完成的。
因此这个由军委会警卫执行部改组成的卫戍长官司令部最初的方案决定以固守南京复廓据点及城垣为目的，策定防御的部署：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师任左地区大红山、幕府山及城北之守备，以宪兵部队任清凉山附近之守备，以第1旅长指挥教导总队之第1团及乌龙山要塞部警戒长江封锁线，并且命令各部队征集民夫于各地区内赶筑工事。
但是无论这些本是警卫执行部的幕僚，还是从参谋总部抽调加入卫戍司令部的参谋们，所有人都知道保卫南京的守卫战，不是应该展开在南京的城门口，而是在乍浦、平望、嘉兴、吴（苏州）福（山）与锡（无锡）澄（江阴）各线阵地，最少也应在溧水、句容与镇江之线，如果这些外围失守了，南京的保卫战注定将无法坚持，因为本是面北临江的金陵城现在面对的敌人并不是来自江北，而是自东而来、由南迂回的敌人，这样一旦外围防线崩溃，则本是南京屏障的长江天险很有可能将会成为断绝南京守军的生死天堑。