南京保卫战中，中国军队阵亡约5万人、被俘及失踪约5万人，日军合计毙伤约1.2万人。
中国军队方面，阵亡人数约为5万，其中有大量中高级军官，47名中校军衔以上军官牺牲，包括11名将军。教导总队几乎全军覆没，战死约2.7万人；88师在雨花台战斗中牺牲2位旅长、3位团长，全师过半官兵殉国。此外，还有约5万中国军人被俘及失踪，南京失陷后，部分被俘士兵遭到日军屠杀。
日军方面，合计毙伤约1.2万人，其中战死3000余人，打伤9000余人。光华门战斗是日军伤亡最惨重的战役，仅胁坂联队就被击毙500余人，伊藤大队长阵亡；雨花台、紫金山等战斗中日军也损失惨重。
需要注意的是，当时日军兵力约20万，而中国守军实际兵力约11万，其中还包含3万新兵，双方在装备与兵力上差距悬殊，但中国军队仍以血肉之躯重创日军，展现出了顽强的抵抗精神。
