12月10日中午，就在叶肇和参谋长还在讨论做突围预案的事情时，卫戍司令就来了命令，要将66军调回城内。
叶肇的判断没有错，今天的日军攻势不但没有减弱，反而增强了。尤其是通济门，雨花台，光华门和紫金山一线，日军更是集中了优势兵力和坦克重炮不间断的轮番进攻。
在日军强大火力的猛烈进攻下，南京城东南方向的城外阵地全部丢失。至此日军现在可以直接攻击城垣，守军的情况急转直下，战况十分危急。
鉴于此种危急情况，手中已经无兵可调的唐生智，只能将驻守在青龙山的83军156师调回城内，加强通济门和光华门的防守力量，以减轻87师和宪兵教导第二团的压力。
而66军接到的命令是撤回城内，在中山门和玄武门一带构建防御工事，以做好和日军打巷战的准备。
另外唐生智还命令刚刚从镇江撤回休整的103师和112师划归教导总队指挥，加强中山门和紫金山一线的防御。
83军收到命令后，在66军956团的掩护下迅速脱离了青龙山阵地向光华门方向撤退，下午时在87师的接应下进入城内。而956团完成了掩护83军撤退后，向大水关的66军靠拢。然后和958团交替掩护撤回城内。
突然性的撤回城内，66军上万人的部队一时间有些混乱。好在160师原先在城内玄武门一带休整过几天，军部和营房也都还在 所以问题很快得到了解决。
叶肇看到卫戍司令部有和日军打巷战的决心，也命令部队全力构建防御工事，准备和日军决一死战。连军部警卫营都负责了一段防御阵地的布防。
林乐作为提供过壕沟防御略图的人才，自然被叶肇派了出去，担负起了工事构建的指导工作。虽然林乐知道南京城最后也没有守住，但是城内守军到底有没有和日军打巷战，历史资料则没有详细的记载。林乐估计没来得及撤退的守军应该是和日军在城内激战过的。
在林乐和参谋部的指导下，玄武门一百米后的大片的街道变得沟壕街垒遍地，拒马铁丝网密布。还有一些坚固的房屋也改造成了堡垒。而城门后一百米的地方清除了所有阻挡射界的障碍物，腾出了一片空旷的区域，和后面的阵地形成一个临时的翁城。
其他防御点也是尽力利用地形和房屋构建复杂的工事，各阵地之间还有交通壕和建筑物隐蔽的通道，守军可以借助这些通道互相支援。
在全军士气高昂备战时，由黄植楠领导的几个参谋人员也在紧张的做突围路线的规划，并且还是和83军的参谋部联合谋划。不过这只是在做预案，所知人员只有两军最高层知道。
唐生智积极调兵遣将，日军也没有闲着。在雨花台方向，集中了大量的重炮对守军阵地持续轰炸。守军88师侧翼阵地被全部摧毁，阵地上坚守的官兵伤亡惨重。
日军乘机派出部队抢占阵地，从侧翼展开对88突击。两面受敌的88师首尾难顾，不得不退守第二线阵地。
而在光华门方向，日军攻势同样是一波接一波。增援光华门的83军256师暂时换下了已经连续激战了两天的87师，让他们有时间重新整顿恢复战力。
入夜后，156师的官兵发现被打退的日军居然还有少部分隐藏在城门洞和周围的废墟里。于是156师组织了敢死小分队，利用夜色的掩护，从城墙上用绳索缒城而下。
敢死小分队兵分多路，按照在城墙上观察好的路线隐蔽接近日军散兵的藏身地点。日军本以为没人发现他们，更加不会想到守军居然还敢出城。大意之下日军散兵只顾隐藏身形，完全没有发现敢死小分队已经接近了自己。
战斗按预先的预定，首先由城门洞方向小队发起进攻。然后其他小队以枪声为号，对各自的目标发起了突袭，一时间本来已经安静下来的战场又响起了枪声和手榴弹的爆炸声。
遭到突袭的日军散兵虽然被打了一个措手不及，但是这些被派往最前沿阵地潜伏以待伺机偷城的日军散兵，都是精心挑选出来的老兵。在损失了一些人手之后，训练有素的日军老兵立刻开始借助残垣断壁和原守军留下的残破工事，展开了对敢死小分队的反击。
本已经撤退到后面阵地上调整的日军，在发现自己的暗度陈仓的阴谋被守军识破后，马上就发起攻击。他们企图要配合潜伏的散兵把守军出城的敢死队消灭在城外。
但是城墙上的守军也有所防备，在城墙上居高临下的对准前来支援的日军开火，尽力阻挡和拖延，给出城的敢死队员留出清剿日军散兵的时间。
由于日军和守军激战了一整天，重炮的弹药已经基本打光才暂停了进攻，本来散兵要潜伏到天亮，等待后方补给重炮弹药重新进攻时趁机冲上城墙的。没想到被守军提前发现了，而想要支援的日军由于缺少炮火支援，在城墙上守军火力的拼命阻拦下也无法靠近。
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