12月18日，日军在草鞋峡集体屠杀五万余人。此次屠杀是南京大屠杀中集体屠杀人数最多、最为惨烈的一次。当时，一位被炮弹炸伤腿的公务员鲁某，曾匿于草鞋峡弯之大茅洞内，亲眼目睹了屠杀惨状。事后，他在一份证词中写道：“侵寇进城后，将退却国军及难民男女老幼57418人，圈禁于幕府山下四五所村庄，断绝饮食，冻死饿死者甚多。农历16日(即公历12月18日)夜，复用铅丝两人一扎，排成四路，驱至下关草鞋峡，用机枪悉于扫射后，复用刺刀乱戮，最后浇以煤油，纵火焚烧，残余骸骨悉投于江中，在此大屠杀中有教导队冯班长及保安队警察郭某，将绑绳挣脱，佯仆地上，掩尸盖身，因而得免。惟冯班长左膀刺刀戮伤，郭某脊骨烧伤，逃至大茅洞由余代觅便衣更换，偷渡至八卦洲脱险。……”
12月间，日寇在上新河地区残酷屠杀二万八千余人；在风台乡、花神庙一带残酷屠杀七千余人；在燕子矶江边集体屠杀5万余人。在下关甬通路北，将被俘军人及难民约三百余人，集合在该处麦地里，用机枪扫射，无一幸免；在挹江门姜家园，日军将居民三百多人集中，用机枪扫射，或纵火烧毙；在三汊河放生寺及慈幼院，日军将逃到这里的近五百名难民和被解除武装的中国军人，用机枪扫射，予以杀害；在大方巷难民区内，日军将被俘的部分军人及无辜百姓四千余人，押送下关，一一处决；在北圩，日军将熊桎弟等三十余人集中，用机枪射杀。此外，在中华门、通济门、武宁门及各街巷小区都有日军在集体或分散地屠杀中国人民。
这样大规模的集体屠杀，是与日军首脑“采取恐怖手段，摧毁中国人民的抵抗意志，迫使中国投降”的旨意相一致的。正因为如此，日军上海派军司令官曾签署了“机密，阅后销毁”的命令：“杀掉全部俘虏。”日军第16师团师团长中岛今朝吾在1937年12月13日的日记中写道：“由于方针是大体上不保存俘虏，故决定赶至一隅全部解决之。”
日军首脑的这种旨意，被攻克南京的日军完全实施了。占领了南京的日军为了发泄兽性，他们往往以杀人放火为乐，不仅如此，许多士兵还发明了各种各样的残杀手段。
最令人发指的还是日寇进行“杀人比赛”。日寇第16师团中岛部队有两名少尉，一名叫向井明敏，一名叫野田毅。他们在其长官的鼓励下，彼此相约作“杀人比赛”。他们在日军侵占江苏句容时，就开始作“杀人比赛”，约定谁先杀满100人，谁即为胜者。一路杀来，杀到汤山，向井杀死89人，野田杀死78人。因二人都未杀满100人，故“杀人比赛”继续进行。当日军围攻南京时，二人作第二次“杀人比赛”，以分胜负。这两个魔鬼不分男女老幼，见中国人便杀，结果向井杀死106人，野田杀死105人，但究竟谁先杀到100人，则难以判明，于是两个杀人魔鬼又继续比赛。
日寇这种惨无人道的野兽般的行径，竟然受到日本新闻界的赞赏和宣扬。大阪《每日新闻》、东京《日日新闻》都将其作为重要新闻进行宣传。
在南京大屠杀中，中国人死亡数目惊人。粗略估计约为39万余人。
日军在进行疯狂大屠杀的同时，又大肆奸淫妇女。数万无辜妇女被强奸、轮奸，有的在奸淫后又遭残杀，甚至在被奸杀后还加以不可名状的侮辱，其狂虐残暴的程度，在人类历史上实属罕见。一位当时从南京逃出来的女同胞，目睹了日军奸淫妇女的暴行。她说：
“敌人进占南京以后，除杀人、放火、掠夺之外，就是奸淫妇女，发泄兽欲。当敌人初来的时候，只要看见妇女就拉，不管老少，更不问白天和夜里。因此，上自五六十岁，下至八九岁的女同胞，只要被敌人碰到便无一幸免。”
一些外侨对日军这一兽行，作了真实的记录。原鼓楼医院麦加伦牧师在其12月19日的日记中写道：
“一周过去了，这里成了世上的地狱。试图叙述一下的话，便成为恐怖的故事。我简直完全不知从何谈起。我是有生以来第一次闻知有如此残忍之事。强奸！强奸！又是强奸，我们计算一夜至少有一千起，连白天也有很多这样的事。如果有抵抗或者不答应的话，就用刺刀刺死，或者用枪打死。我们能够在一天内写上数百件。民众在绝境中呻吟着。”
自12月下旬实行所谓的“良民登记”开始，日军还利用发放“良民证”的手段，搜索妇女。他们令稍有姿色的妇女立于一旁，集中到一定数量后，便用卡车载去，或观察妇女回家路线，以便登门蹂躏。
在南京被攻克之前，一些英、美籍人士以“热心公益”为名，征得国民党政府的同意，在南京成立了“国际委员会”，划定一定的区域作为难民区，即后来所说的“安全区”。日寇入城后，在非安全区见到妇女便强奸。即使“安全区”的妇女也不能幸免。日寇差不多每天都要到安全区将大批妇女抓去强奸，或晚上越墙而入，摸索强奸。金陵女子文理学院是收容妇孺较多的难民收容所。收容妇孺约九千人，连甬道里都挤满了人。其间，有美籍魏特琳女士等三个人轮流值班。即使如此，被害妇女仍与日俱增。在淫虐成性的日军面前，下自未成年的幼女，上至年逾古稀的老妪，均成了他们发泄兽欲的对象。
日军还把许多妇女集中一起，加以凌辱。如范式之在《皇军的兽行》一书中说，日军“强令十岁至三四十岁之妇女，自五六人至二三十人不等，闭一室中，共裸体，随意按摩，调笑取乐”。日军第114师团一等兵田所耕三讲述道：“女人是最大的受害者。不管是老的还是年轻的全都遭殃。从下关把女人装上煤车，送到村庄，然后分给士兵。一个女人供十五至二十个人玩弄。”日寇或将许多妇女驱一庙中，逼令妇女把衣服全部脱光，一一加以轮奸，稍不服从，即杀死。
日本士兵在南京的大肆奸淫，绝非偶然，这与日本当局和军官的纵容是分不开的。日本军官宣称：“奸淫是日本军队所特许的。”日军一中队长公然训示他的部队：“为了避免引起更多的问题，事后将其杀掉。”日军中将谷寿夫本人，不但亲自持刀杀人，还像禽兽一样，在大街上强奸妇女。事后查到的证据证明，被他奸污的妇女竟达十多名。
一位几乎在中国度过了自己一生的外国侨民，在其私人信件中，记述了日寇的种种兽行：
“我要告诉你们的，是一个极其令人不快、读来令人反胃的、其罪恶性与恐怖性令人难以置信的故事。现在是圣诞节前夕，我就从12月10日开始讲吧。在短短的两个星期里，我们在南京经历了一场痛苦的折磨。中国军队败退了，日本军队进来了。12月10日那天，南京还是一个我们为之骄傲的美丽城市，法律严明、秩序井然。可是今天的南京，却躺在一片荒芜之中。整个城市惨遭蹂躏，洗劫一空，大部分都烧成了焦土。彻底的无政府状态已在南京持续了十几天，就像人间地狱一样。我本人的生命尚无严重危险。不过，看见疯狂的日本兵从其强奸妇女的屋子里醉醺醺地走出来，并非一件安全的事情。当一柄刺刀搁在自己胸膛或者一把手枪指着自己的头部，要你少管闲事时，也许任何一个人都会难以自持的。日本军队最讨厌留在南京的外国人，他们曾通知各国侨民离此而去，因为他们不愿旁观者存在。可就是留在这里，我们也只能束手无策地看着那些甚至只剩下最后一块铜板、最后一床被子的穷人的微不足道的财产，也被日本人洗劫一空，就连可怜的黄包车夫的车子也逃脱不了这种命运。和我们一起待在安全区的成千上万名早已放下武器的士兵和清白无辜的平民被搜寻出来，或者被当做活靶练习刺杀，或者当着我们的面被枪毙，杀害他们的枪声持续不断、不绝于耳。还有许多妇女跪在我们面前悲泣，恳求我们从蹂躏她们的野兽手中解救她们。不仅如此，我们也只能无可奈何地看着日本军队不止一次地扯下、侮辱我们的国旗……他们还抢劫我们的住宅。眼下的南京，真是我从来没有见过的人间地狱！”
美丽而繁荣的南京城，经过这次浩劫，呈现出一片荒凉凄惨的景象。南京的伪自治委员会在1938年3月制订的“整理及清洁全市道路计划书”中说：“城乡内外商铺居户房屋焚毁倾倒，比比皆是，……全市大街小巷房屋焚毁之余烬，即残余木料、瓦屑碎砖、破墙灰土，废坏铜铁，以及折断电杆电线等物，七倒八斜，零零落落，途为之塞。”当时，有从南京逃到武汉的人说：“此空前大火，使全城居民无一不在惊骇恐怖之中。其被烧区域，计有中华路、夫子庙、朱雀路、太平路、中正路、国府路、珠江路及殖园新村等地带。所有高大建筑及商店房屋，均付一炬，断墙颓壁，焦土无垠，凄惨情况，目不忍睹。”1936年1月开业的位于市中心新街口的中央商场，是全市最大的一座综合性百货商场，有90多家商店集中场内营业，日军纵火烧毁商场二楼，楼下被日军用作马厩，向南到白下路一段几被烧光。目睹者说：“步行一次，如历荒墟，路上行人复少，仅有履声橐橐之少数寇兵，满目凄凉，不禁心悸，东望中山门，寂如鬼城。”
东条英机在华北、东北，松井石根在江南，遥相呼应，共同指挥寇兵挥舞屠刀屠杀无辜的中国人民，犯下了滔天罪行。
