川军在抗日作战时期也是一股具有可观战斗力的部队。当时俞济时、王耀武所在的部队接到了驻守的命令，虽然他缺少对南京城守卫的经验和信心，可是军令如山，他立刻召集来部队中的其他人，展开了下一步的作战部署。南京郊区附近的阵地是早就已经修建好的，全部都是由钢筋水泥修筑而成的，虽然在牢固程度上没有问题，但也存在着不少的实际问题，例如：先前修筑好的机关枪阵地的大门紧锁，前来驻防的士兵们根本都进不去，而且各个阵地之间没有联通，不利于作战时的人员流动。

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眼前这样的工事不禁让人唏嘘，无奈之下，七十四军全体士兵们紧急对工事进行了修改和加固。上着锁的地方干脆就直接砸门而入，挖战壕，修纵深，一番努力之后，虽然有了很大的改观，可时间仓促，也并没能达到预想中的效果。淳化镇，牛首山这两个地区是日军进犯南京的必经之地。12月7日，正值七十四军抢筑工事的时候，进军淳化的一股日军小部队就与守防的五十一师的警戒部队展开了战斗。次日，敌人的飞机大炮对淳化镇、牛首山地区展开了覆盖式的狂轰滥炸，有的地方在炮火的攻击下已经变成了一片平地。面对敌人猛烈的攻击，七十四军的守军们仍然拼死守卫着阵地。

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12月9日，日军对淳化镇进行了更为猛烈的进攻，日军步兵手中拿着一种专门用来破拆工事的步兵炮，这种武器精度高，杀伤力大。原先在工事上就有缺陷的防守部队此时伤亡惨重，许多的重机枪阵地被步兵炮炸开了一个个大口子，战斗现场一片狼藉。五十一师的301团基本上都要拼光了。当天，淳化镇、牛首山地区都被打出了口子，俞济时见形势不利，发报给唐生智汇报战况，唐生智接到消息到立即致电，让部队后撤。

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到了黄昏，七十四军向西门集结而去，王耀武下命让305团留守。当天晚上，305团就与追击而来的日军展开了战斗，敌人的火力十分强，在部队眼看就要溃败之际，团张张灵甫手提一挺机枪带着部队进行了反冲锋！在很大程度上激励了其余的守军。通过顽强的作战，终于将日军堵在了东南郊城外。张灵甫也多处负伤。