大规模集体屠杀
进城兵力约50000人，执行军纪维持的宪兵却仅有17人的日军除了个别地或小规模地对南京居民随时随地任意杀戮之外，还对中国人，特别是解除了武装的军警人员进行若干次大规模的“集体屠杀”。大规模屠杀方法有机枪射杀、集体活埋等，手段极其残忍。
12月15日(日军占领第3天)：已放下武器的中国军警人员3000余人被集体解赴汉中门外用机枪密集扫射，多人当场遇难。负伤未死者亦与死者尸体同样遭受焚化。夜，解往鱼雷营的中国平民及已解除武装的中国军人9000余人被日军屠杀。又在宝塔桥一带屠杀3万余人。在中山北路防空壕附近枪杀200人。
12月16日(日军占领第4天)：位于南京安全区内的华侨招待所中躲避的中国男女难民5000余人被日军集体押往中山码头，双手反绑，排列成行。日军用机枪射杀后，弃尸于长江以毁尸灭迹。5000多人中仅白增荣、梁廷芳二人于中弹负伤后泅至对岸，得免于死。日军在四条巷屠杀400余人，在阴阳营屠杀100多人。
12月17日(日军占领第5天)：中国平民3000余人被日军押至煤炭港下游江边集体射杀。在放生寺、慈幼院避难的400余中国难民被集体射杀。
12月18日(日军占领的第6天)夜，下关草鞋峡。日军将从南京城内逃出被拘囚于幕府山的中国难民男女老幼共57418人，除少数已被饿死或打死，全部用铅丝捆扎，驱集到下关草鞋峡，用机枪密集扫射，并对倒卧血泊中尚能呻吟挣扎者以乱刀砍戮。事后将所有尸骸浇以煤油焚化，以毁尸灭迹。此次屠杀仅有伍长德一人被焚未死，得以逃生。大方巷难民区内日军射杀4000余人。
杀人竞赛
1937年12月13日，《东京日日新闻》(即现在《每日新闻》)报道两名日本军官的“杀人竞赛”。日军第十六师团中岛部队两个少尉军官向井敏明和野田毅在其长官鼓励下，彼此相约“杀人竞赛”，商定在占领南京时，谁先杀满100人为胜者。他们从句容杀到汤山，向井敏明杀了89人，野田毅杀了78人，因皆未满100，“竞赛”继续进行。12月10日中午，两人在紫金山下相遇，彼此军刀已砍缺了口。野田谓杀了105人，向井谓杀了106人。又因确定不了是谁先达到杀100人之数，决定这次比赛不分胜负，重新比赛谁杀满150名中国人。这些暴行都一直在报纸上图文并茂连载，被称为“皇军的英雄”。日本投降后，这两个战犯终以在作战期间，共同连续屠杀俘虏及非战中人员“实为人类蟊贼，文明公敌”的罪名在南京执行枪决。
据1946年2月中国南京军事法庭查证：日军集体大屠杀28案，19万人，零散屠杀858案，15万人。日军在南京进行了长达6个星期的大屠杀，中国军民被枪杀和活埋者达30多万人。