保卫南京的中国军队被称为“南京军”。“南京军”属于一个特定词语，共有两层含义，一是指奉命参加南京保卫战的中国军队，二是奉命保卫南京的中国军队的正式番号。南京军由10支部队组成，包括7个步兵师（4个中央军步兵师和3个地方军步兵师）、1个宪兵团、1个炮兵旅、1个工兵旅，总兵力10万余人（工兵旅其实由正规工兵和临时加入的民工组成，并且该旅和宪兵团一样不是一线部队，宪兵团负责南京城治安，工兵旅负责南京城工事建设，所以该旅兵员人数不被算入南京军战斗部队兵员总数里）。
值得一提的是：南京军的中高层军官的人事任命名单有些反常，因为国军在结束淞沪会战后可以调动三十万以上部队保卫南京，但为从长远角度和宏观角度考虑，加上不能犯下顾此失彼、矫枉过正的错误，如果把太多部队投入南京战场，华东、华中、华南等地必然会在较长时间内缺乏具有实战经验和较强战斗力的野战部队，因此，用于保卫南京的“南京军”在兵员总数上被限定在10万人规模，同时，大批中高层军官坚定要求留在南京参战，导致南京军“将多兵少”，很多高级军官甚至要求降级参战，师长愿意在南京军里当旅长，旅长愿意在南京军里当团长，诸如此类等等，所以，南京军的中高层军官的人事任命不考虑资历，形成一种“大杂烩”；另外，除已进入部队里领兵就职的军官外，还有很多军官在南京卫戍司令部内待命，这些军官一方面在司令部内担任“高参（高级参谋）”，参加对战事出谋划策，一方面作为“预备候补军官”在前线部队损失军官后迅速补充上去。比如南京军某个步兵师，该师在编制上有一个师长，在南京卫戍司令部内则还有一两个“预备候补师长”，以此类推。
南京军包括第77师、第88师、第99师、第100师、第145师、第170师、第182师、南京宪兵团、南京炮兵旅、南京工兵旅，全军德械。南京军四名主官跟南京卫戍司令部四名主官同步，总指挥是蒋介石本人，副总指挥是唐生智，参谋长是萧山令，副参谋长是蒋纬国。
【国民革命军陆军第77师（该师三旅九团制）】
师长黄维中将，副师长钟松少将，参谋长蒋纬国上校，副参谋长萧爻中校；
师部直属机构：参谋处、情报处、副官处、军法处、军医处、政治处、特务处；
师下辖：
①第771步兵旅旅长杜聿明少将
旅下辖：第918机械化步兵团、第991步兵团、第992步兵团
旅部直属：卫队营、炮兵营、工兵团、辎重兵团、特种连、狙击连、通讯连、宪兵队、卫生队等附属部队；
②第772步兵旅旅长郑洞国少将
旅下辖：第128摩托化步兵团、第993步兵团、第994步兵团
旅部直属：卫队营、炮兵营、工兵团、辎重兵团、特种连、狙击连、通讯连、宪兵队、卫生队等附属部队；
③第773步兵旅旅长吉章简上校
旅下辖：第813步兵团、第995步兵团、第996步兵团
旅部直属：卫队营、炮兵营、工兵团、辎重兵团、特种连、狙击连、通讯连、宪兵队、卫生队等附属部队；
④师部直属部队：
第77骑兵团（该团下辖5个骑兵营、1个迫击炮营、1个重机枪营）团长罗又伦上校；
师部卫队营、特种连、狙击连、通讯连、宪兵队、5个伤兵医院；
全师总兵力约30000人。
【国民革命军陆军第88师（该师三旅六团制）】
师长宋希濂中将副师长钟彬少将
师主要下辖：
第201步兵旅（第步兵团）
第202步兵旅（第步兵团）
第203步兵旅（第步兵团）
全师总兵力约20000人；
【国民革命军陆军第99师（该师三旅六团制）】
师长李玉堂中将副师长邱清泉少将
师主要下辖：
第1步兵旅（第1、4步兵团）
第2步兵旅（第2、5步兵团）
第3步兵旅（第3、6步兵团）
全师总兵力约20000人；
【国民革命军陆军第100师（该师八团制）】
师长李忍涛少将
师主要下辖：第团（每团下辖1个生化营、1个步兵营、1个辎重兵营）；
全师总兵力约13000人；
【国民革命军陆军第145师（该师属于川军，三团制）】
师长饶国华中将，全师约4000兵力；
【国民革命军陆军第170师（该师属于桂军，三团制）】
师长夏国璋少将，全师约5000兵力；
【国民革命军陆军第182师（该师属于滇军，三团制）】
师长安恩溥中将，全师约4000兵力；
【南京宪兵团（该团五营制）】
团长萧山令少将
团主要下辖：第1、第2、第3、第4、第5宪兵营；
全团约3000兵力（该团在开战后招募城内青壮年平民补入该团，兵力增至约7000人）；
【南京炮兵旅（该旅下辖1个炮兵团和4个炮兵营）】
旅长史文桂少将副旅长蔡忠笏少将
①紫金山炮兵团团长彭孟缉上校副团长黄国书上校
该团下辖3个炮兵营：北高峰炮兵营、小茅山炮兵营、天堡山炮兵营；
②幕府山炮兵营、③北崮山炮兵营、④红山炮兵营、⑤雨花台炮兵营；
全旅总兵力约5000人，目前拥有大口径重炮38门、中口径火炮100多门