上午 11 点，新华军东南舰队完全控制金陵江面，摧毁东南军江岸炮台 10 座，击沉炮艇 3 艘，俘虏 2 艘，切断了金陵与外界的水上联系。王海峰站在 “新华 1 号” 炮艇的甲板上，望着金陵城的方向，对身边的副官说：“通知陆军，江面已肃清，可随时发起渡江进攻！”
此时的孙馨远，正焦急地等待代英、高卢列强的回复。沪都租界的代英帝国领事在回电中表示 “愿意提供武器援助，但暂不出兵”，高卢帝国领事则干脆拒绝回复。孙馨远深知，列强所谓的 “支持” 不过是口头承诺，一旦新华军兵临城下，他们绝不会为了自己与新华军为敌。绝望之下，他电令驻守芜湖、安庆的东南军部队回师救援，但这些部队早已被新华军西路部队牵制，根本无法抽身 —— 第 7 步兵师师长刘勇率部在芜湖外围展开攻势，牵制了东南军第 3 师的兵力；第 2 装甲师则在安庆附近佯攻，让东南军第 4 师不敢轻举妄动。
8 月 25 日，新华军中路部队完成渡江准备，陈明远与赵刚在江北召开作战会议，决定对金陵城发起总攻。按照计划，华中航空队的 30 架 “J - 25A”战斗机将从江城机场起飞，对金陵城内的重要目标进行轰炸；第 1 装甲师的坦克从金陵东门、南门发起冲锋，突破城门；第 5 步兵师则在坦克的掩护下，进城肃清残余势力。
上午 8 点，华中航空队的战斗机群抵达金陵上空。队长周卫国驾驶着 “J - 25A”战斗机，率先向金陵督-军-府投下炸弹 —— 这是孙馨远的指挥中心，也是轰炸的重点目标。炸弹落在督-军-府的院子里，炸毁了会议室与办公室，孙馨远正在办公室内召开会议，听到爆炸声后，吓得连忙躲到桌子底下，会议被迫中断。随后，战斗机群又对金陵火车站、军火库、电报局等目标进行轰炸：火车站的站台被炸毁，火车无法通行；军火库发生爆炸，火光冲天，储存的弹药化为灰烬；电报局的天线被炸毁，金陵与外界的通讯彻底中断。
轰炸持续了 1 小时，金陵城内一片混乱，百姓纷纷躲进防空洞，东南军士兵也惊慌失措，不少人开始收拾行李，准备逃跑。孙馨远在亲卫的护送下，躲进了金陵城内的地下掩体，他看着外面的火光，喃喃自语：“完了，一切都完了……”
上午 9 点，新华军的坦克开始向金陵城门发起冲锋。第 1 装甲师的 100 辆 “25-XT”中型坦克分为两组，分别进攻东门与南门。东门的守军在张汉卿的指挥下，用步枪、机枪向坦克射击，但子弹打在坦克装甲上，只留下一个个弹痕，根本无法击穿。坦克上的 85mm 主炮对准城门的钢板，连续发射 3 发炮弹，钢板被炸开一个大洞，随后坦克的履带碾压过城门，冲进金陵城内。
南门的战斗同样激烈，东南军士兵在城门内侧堆积了沙袋，试图阻挡坦克前进。赵刚下令坦克用主炮轰击沙袋工事，沙袋被炸开，士兵们四处逃窜。第 5 步兵师的士兵紧随坦克之后，冲进金陵城内，与东南军士兵展开巷战。新华军士兵手持 QB-25 半自动步枪，射速快、精度高，在巷战中占据绝对优势，东南军士兵使用的汉阳造步枪根本不是对手，纷纷投降。
张汉卿见城门被突破，亲自率亲卫旅在督-军-府附近设防。亲卫旅是孙馨远的嫡系部队，配备代英制武器，战斗力较强，他们在街道上设置路障，用重机枪向新华军扫射。赵刚见状，下令坦克绕到路障后侧，从侧面发起进攻，同时派步兵从两侧的小巷迂回，夹击亲卫旅。亲卫旅腹背受敌，很快被击溃，张汉卿被当场抓获。
下午 2 点，新华军完全控制金陵城内的主要街道，只剩下孙馨远躲藏的地下掩体尚未被攻克。陈明远派人向掩体喊话：“孙馨远，你的部队已经投降，你若放下武器，新华军可保你性命！” 孙馨远在掩体里犹豫不决，他的亲卫旅长劝道：“大帅，事到如今，抵抗已无意义，不如投降，还能保住一命！” 孙馨远沉默良久，最终下令打开掩体大门，向新华军投降。
8 月 26 日上午，新华军在金陵督-军-府门前举行 “金陵解-放庆祝大会”。陈明远站在高台上，向金陵百姓宣布：“从今日起，金陵脱离孙馨远的统治，加入新华军！新华军承诺，减免金陵百姓一年赋税，保障大家的生命财产安全！” 台下百姓爆发出热烈的掌声，不少人挥舞着自制的新华旗，高声呼喊着。
金陵解-放后，孙馨远的残余势力仍在金陵周边的句容、溧水等地活动。这些残余势力多为孙馨远的嫡系部队，约有 2000 余人，由第 1 军副军长王怀庆率领，他们躲在山区，不时出来骚扰新华军的补给线。陈明远与赵刚决定彻底肃清这些残余势力，任命第 5 步兵师第 1 团团长李向阳为清剿大帅，率部前往句容、溧水等地作战。
李向阳采取 “分片搜索 + 百姓协助” 的策略：将部队分为 10 个搜索小队，每个小队配备 10 辆摩托车，负责在山区搜索残余势力；同时，与当地百姓建立联系，承诺 “若提供残余势力的情报，可获得 5 块银元的奖励”。百姓们早已对孙馨远的统治不满，纷纷主动提供情报，有的甚至为新华军带路。
8 月 30 日，李向阳的搜索小队在句容山区发现了王怀庆的残余势力。王怀庆率部躲在一个山洞里，试图负隅顽抗。李向阳下令 “围而不攻”，同时派士兵向山洞内喊话：“王怀庆，你们已经被包围，若放下武器，新华军可善待你们；若继续抵抗，山洞一旦被炸毁，你们将无处可逃！” 山洞内的残余势力士兵本就无心抵抗，听到喊话后，纷纷劝说王怀庆投降。王怀庆见大势已去，只好率部走出山洞，向新华军投降。
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