南京战场的焦灼状况在中日双方的大本营引起截然不同的反应。
此时国民政府大本营已经迁到武汉，蒋介石作为最高军政长官代表大本营通令嘉奖坚守南京的十九路军和中央军战斗序列，同时发布命令，正是授予孙百里上将军衔，把十九路军的升级为集团军，军队的规模扩大为十五个师。接着，大本营连日召开军事会议，重新检讨南京的战略部署，讨论是否增兵与日军决战。
与会的有白崇禧、何应钦、陈诚等十几位高级将领，他们在会议上分成泾渭分明的两派，以白崇禧为首的保守派认为南京保卫战已经达到了既定的目标，无论在政治上还是军事上，都给日本以极大的打击，所以应该按照既定的战略，把工业企业向大后方撤退，同时开始部署保卫徐州和武汉。如果继续投入重兵在南京战场，日军势必也要增加兵力，保卫战就演变成消耗战。南京距离上海太近，又毗邻长江，利于日本海空优势的发挥，不适合作为决战的地点。
以陈诚为首的激进派则认为，南京保卫战已经证明了，只有和日军的装备相当，指挥得当的话，就有机会击败敌人。十九路军的装备和战斗力与日军不相上下，由他们为主力，中央军和其他部队配合，可以在南京附近集中至少五十万的兵力，争取歼灭日军两到三个师团，以日本目前的状况很难再有新锐部队增援，如果取得了决定性的胜利，说不定可以迫使其放弃继续侵略中国的企图。
正当中国大本营的两派人马在争论不休，难以决断的时候，日本陆军在南京陷入困境的消息终于惊动了日本天皇，裕仁在1月9日召开的御前会议上对战局表示高度的关注，要求大本营立即拿出打破僵局的办法，挽回皇军的声誉，并表示，如果兵力不足的话，可以把拱卫皇宫的几个近卫师团调到中国。
随后，日本大本营紧急召开海军部和陆军部联合会议，商讨如何增援华中方面军。会议最后决定，从朝鲜方面军抽调一个师团，从关东军抽调两个师团，共三个师团的兵力紧急增援南京，同时增派四个轰炸机中队支援陆军作战。
1月12日，日本海军舰艇编队在陆、海军航空兵轰炸机的支援下，对幕府山要塞进行空前猛烈的炮击，钢筋混凝土结构的要塞在大口径舰炮和重磅航空炸弹的连续攻击下轰然倒塌，十几门要塞炮也全部被炸毁。日本海军舰艇长驱直入，切断了南京与浦口之间的水路通道，使南京守军无法从江北得到兵力和物资的补充，前线的伤员也不能在运到后方，形势开始恶化。
李从文集团在攻克芜湖以后，开始遭到日军的顽强抵抗，从日本本土增调的轰炸机中队不分昼夜地轰炸十九路军的阵地，使其每前进一步都必须付出极大的代价。先前跃跃欲试的地方部队，看到日军加强了攻势，纷纷偃旗息鼓，继续观望。
日本华中方面军在接到大本营继续增兵的消息之后，立即调整战略重点，完全停止了对南京市区的攻击，由第十军在南京的东、南方向构筑环形防御工事，堵住中国军队的退路，上海派遣军则在全力进攻紫金山的同时，计划在海军的配合下，分兵迂回至幕府山登陆作战，从中国军队的侧背发动攻击。与此同时，空军的轰炸机接连不断空袭金陵兵工厂，最大程度地削弱守军的持续作战能力。
这时候，国民政府大本营的两派依然没有达成统一的意见，作为最高统帅的蒋介石也同样举棋不定，最后只好把皮球踢给了南京卫戍司令部，让这些战斗在第一线的指挥官说说自己的看法。
孙百里接到大本营的电令之后，立即把几支部队的指挥官全部叫到司令部，谈谈对形势的看法。由于日军对紫金山的攻击愈来愈猛烈，单靠第88师无法应付，所以孙百里把第87师和教导总队全部调了过去，市区的防御全部由十九路军的独立师和军部直属部队负责，宋希濂的第36师则负责沿江地区的防御，重点防止日军实施登陆作战。
孙百里刚刚把大本营的电文念完，王敬久就说道：“从淞沪会战到现在，我的部队兵力已经损失了十之六七，训练有素的老兵损失殆尽，而补充的新兵很多连枪都不会放，几乎没有什么战斗力，现在日军把长江都封锁了，连新兵都没办法补充，还怎么打？”
孙元良说道：“现在，我们第88、87和教导总队的总兵力还不到三万人，却要阻击日军四个师团，确实非常困难，而敌人的空军轰炸又越来越频繁，白天全部是他们的天下。”
孙百里问道：“如果没有增援的话，还能守多少天？”
孙元良和王敬久桂永清交换了下意见，回答道：“最多一个星期！目前紫金山东面的外围阵地已经全部被日军占领，敌人正在全力进攻最高峰头陀峰，这里一旦失守，就只能用士兵的血肉之躯来延缓日军的进攻了！”
孙百里点点头说道：“紫金山是南京的最后屏障，没有了这个制高点，巷战都不好打，在大本营确定最后的方案之前，绝对不能有落入日军的手中！现在南京城里除了金陵兵工厂的工人和志愿者之外已经没什么人了，不需要再维持秩序，就把宪兵团增援给你们，我再从军部调拨一个摩托化步兵营过去，应该会有所帮助。”
孙元良急忙说道：“有总比没有好！”
孙百里看在场的中央军指挥官只有宋希濂还没有表明自己的态度，就直接问道：“宋师长，你是什么意见？”
宋希濂嘿嘿一笑，回答道：“我和他们的看法是一致的，还是安排撤退最好，我们目前还不具备和日军决战的实力。现在，日本的舰艇编队昼夜不停地轰击我的岸防工事，造成很大的伤亡，轰炸机又不时过来光顾，再过几天恐怕弟兄们连藏身的地方都没有了，万一日军此时开始登陆，只有硬拼了！”
孙百里最后笑着对钟武问道：“你那里怎么样？”
钟武瓮声瓮气地说道：“还是老样子，日本陆军不敢打巷战，整天用飞机炸，伤亡也不小，不过还顶得住！”
孙百里看大家的态度都非常明确，就说道：“既然这样，我就把诸位的意见如实地向大本营报告！接下来，咱们就商量商量如何撤退吧！”
