Cuộc thảm sát này khởi sự ngày 13/12/1937 ngay sau trận chiến Nam Kinh, kéo dài 6 tuần lễ trước mắt của nhiều người phương Tây như John Magee, George Fitch và bác sĩ Robert Wilson (Mỹ), John Rabe (Đức) và nhà truyền giáo Minnie Vautrin mà hồi ký đã được xuất bản.
Tháng 9/1931, quân phát xít Nhật xâm chiếm Mãn Châu để trả đũa cho một vụ đặt bom đường sắt thuộc một công ty Nhật. Vụ phá hoại đó rất có thể là do chính quân Nhật gây thiệt hại thực hiện để lấy cớ cho cuộc xâm lăng. Năm 1932, Nhật hoàng Hirohito phê chuẩn việc thành lập một chính phủ bù nhìn, đứng đầu là vị hoàng đế cuối cùng của nhà Thanh, Hoàng đế Phổ Nghi, và đặt tên mới cho tỉnh Mãn Châu là Mãn Châu Quốc.
Đến năm 1937, sau sự kiện cầu Marco Polo (còn gọi là Lư Câu Kiều, gần Uyển Bình cách Bắc Kinh 16km, quân Nhật cáo buộc lính Trung Hoa đã bắt cóc một tên lính của chúng và chúng đòi lục soát từng nhà nhưng chính quyền Trung Hoa không cho phép. Thế là quân Nhật lấy cớ đó để xâm chiếm Bắc Kinh - ND), Hirohito ra lệnh xâm lăng toàn bộ đất nước Trung Hoa, dẫn đến cuộc chiến Trung - Nhật (1937-1945). Từ đó quân Nhật gặp phải một sự kháng cự mạnh mẽ, nhất là trong trận chiến Thượng Hải đẫm máu. Để trả thù, Nhật hoàng ban bố chỉ dụ miễn áp dụng luật quốc tế đối với các tù binh Trung Hoa.
Ngày 9/12, trong khi thủ phủ Nam Kinh bị tấn công, Tưởng Giới Thạch và vợ di tản khỏi thành phố cùng với một số binh lính thì ngày 11/12, đến lượt toàn bộ binh sĩ cố thủ trong thành phố được lệnh rời bỏ vị trí.
Ngày 13/12, trận chiến Nam Kinh kết thúc. 160.000 lính Nhật tràn vào thành phố, bắt giữ những binh sĩ Trung Hoa còn sót lại rồi chia họ thành từng nhóm nhỏ. Cuộc tàn sát bắt đầu. Mọi người từ già đến trẻ, dân thường và quân nhân, đều bị giết chết bằng lưỡi lê và gươm, còn phụ nữ bị cưỡng hiếp và mổ bụng.
Trong nhật ký, tướng Kesago Nakajima ghi chép cho ngày 13/12: "Ở đâu cũng có tù binh đến nỗi chúng tôi không thể kiểm soát hết được. Tôi nghe nói đơn vị Sasaki giữ 1.500 người, một đơn vị khác giữ 1.300 người. Một nhóm lính Trung Hoa khoảng 8.000 người ra đầu hàng. Chúng tôi cần một cái hào thật rộng để giải quyết bọn tù binh này, nhưng lại không có cái hào nào. Lúc ấy có một người đưa ra sáng kiến: "Hãy chia chúng thành từng nhóm nhỏ rồi đưa đến một nơi thích hợp để khử chúng".
Nam Kinh có một khu vực quốc tế, nơi nhiều người phương Tây sinh sống. Lời chứng của họ mô tả những vụ hành quyết, các vụ tra tấn, mổ xẻ, cưỡng hiếp tập thể mà không hề có sự can thiệp của sĩ quan Nhật. Những kiều dân phương Tây là chứng nhân của vụ thảm sát cho đến ngày 15/12, lúc họ bị buộc phải rời khỏi thành phố ngoại trừ một nhóm 22 người, trong đó có John Rabe, Giám đốc khu vực và là thành viên đảng Quốc xã Đức. Ông ta đã mô tả chi tiết sự kiện và cố cứu giúp những người dân Trung Hoa với mọi khả năng sẵn có.
Ngày 13/12, ông ghi lại: "Đi khắp thành phố, chúng tôi mới nhận thấy mức độ của cuộc thảm sát. Cứ cách vài trăm mét chúng tôi lại gặp phải những thi thể. Xác của dân thường đều có vết đạn sau lưng. Dường như họ đã định trốn chạy nhưng bị bắn từ phía sau".
Còn ghi chép ngày 17/12: "Đêm qua có gần 1.000 phụ nữ và trẻ em bị cưỡng hiếp. Người ta không nghe thấy gì ngoài những tiếng la hét của các nạn nhân. Nếu chồng hay anh em của họ can thiệp lập tức sẽ bị bắn hạ. Khắp nơi, những gì người ta nghe và thấy đều là sự tàn ác và vô nhân tính của binh lính Nhật. Những thi thể nằm đầy trên mặt đất. Có cụ già trên 70 tuổi cũng bị cưỡng hiếp".
Ngày 19/12, mục sư James M. McCallum viết trong nhật ký: "Tôi không biết nên bắt đầu từ đâu. Chưa bao giờ tôi nghe hay đọc được những điều dã man như thế. Cưỡng hiếp, cưỡng hiếp và cưỡng hiếp! Chúng tôi ước tính có khoảng 1.000 trường hợp trong một đêm và nhiều trường hợp vào ban ngày. Người nào kháng cự hay có một hành động gì có vẻ như phản đối, lập tức sẽ bị giết bằng lưỡi lê hoặc súng. Hầu như lính Nhật muốn làm gì thì làm".
Khi mọi việc đã nằm dưới sự kiểm soát của Nhật, đến khi đó Hoàng thúc Yasuhiko Asaka và tướng tư lệnh Iwane Matsui mới có thể trang trọng đi vào thành phố.
Sau năm 1945, Tòa án Quân sự quốc tế vùng Viễn Đông đã điều tra rằng trong thời gian 6 tuần khủng khiếp đó, đã có 20.000 vụ cưỡng hiếp và khoảng 200.000 người bị lính Nhật giết. Còn Tòa án Nam Kinh ước tính con số nạn nhân đến 300.000 người. Con số này bao gồm "hơn 190.000 thường dân và lính Trung Hoa đã bị quân Nhật tàn sát bằng súng máy, thi thể bị thiêu để che giấu bằng chứng", và "hơn 150.000 nạn nhân bị tra tấn dã man đến chết và những hội từ thiện đã chôn cất". Các con số này sau đó đã được Chính phủ Trung Quốc chính thức thừa nhận và đã cho khắc lên tấm bia tưởng niệm.
Vào năm 1954, trong khi chờ đợi bị xét xử về tội ác chiến tranh, Thiếu tá Ohta Hisao của quân đội Thiên hoàng đã trao cho chính quyền Trung Quốc một báo cáo chi tiết về những thủ đoạn mà quân Nhật đã dùng để tiêu hủy các xác chết tại Nam Kinh. Những thi thể được chất đống 50 xác một rồi bị ném xuống sông Dương Tử. Hàng ngàn thi thể khác bị chất lên xe tải rồi chở đến những nơi vắng vẻ để chôn hoặc thiêu hủy.
Từ ngày 15 đến 18/12/1937 đã có khoảng 150.000 xác chết bị tiêu hủy. Khi cộng con số này với các số liệu thống kê, Sử gia Tôn Trại Ngụy đi đến con số 370.000 người chết, gấp đôi số nạn nhân tại
Tướng Iwane Matsui bị kết án tử hình tại Tòa án
Trong một tờ trình cho các điều tra viên quốc tế, ông ta phủ nhận một cuộc thảm sát và cho rằng "đã không hề nhận được một lời than phiền nào về tác phong của binh lính Nhật". Còn tướng Tổng Tham mưu trưởng quân đội Nhật, Hoàng thân Kotohito Kanin, đã chết vài tháng trước khi Thế chiến thứ II kết thúc
