北伐军则兵分两路逼近南京，白崇禧率领第一纵队、第二纵队、第三纵队进占上海、苏州，何应钦率领第四纵队、第五纵队、第六纵队占领横林、常州、丹阳。占领上海之后，设立淞沪卫戍总司令部，白崇禧担任卫戍总司令巩固淞沪防务。22日，何应钦抵达镇江，遂发现北洋军准备死守南京，于是急电白崇禧抽调一部与第五纵队乘车驰援南京。就在当天，何应钦所率第四纵队、第六纵队的先头部队已经进至栖霞、东流镇、汤水镇一线。
23日，北伐军江右军第二纵队鲁涤平部占领江宁县，然后进逼中山门、光华门；第三纵队贺耀祖部占领将军山、牛首山、幕府山，遂进攻通济门、武定门；第一纵队程潜部接连攻克大小山、马石山、西善桥一带，随即进攻雨花台。此时一败再败的孙传芳部早已再无战意。北伐军与吴佩孚激战两湖之际，吴氏军中尚且有一位刘玉春横刀立马，等到与孙传芳鏖战南京时，孙氏帐前却没有一位可以临危受命的将领。直奉军队几乎是狼狈逃入南京城，甚至连拒尾随之敌的工夫都没有。于是，北伐军便紧追着直奉败军由光华门冲入南京城，其余纵队则于是日晚进入城内，直奉败军纷纷逃至下关抢渡，逃回浦口。孙传芳号称以死力保的南京城，一日之内便被北伐军攻克。北伐军将领何应钦抵达上塘镇后，其先头部队业已抵达栖霞、东流镇一线，获悉南京已被攻克，何应钦随即命令第六纵队在汤水镇附近待命，第五纵队在无锡、江阴待命，自率第四纵队于25日进入南京。