上沪沦陷后，倭寇沿京沪线铁路推进，连续攻克姑苏、锡州、镇江。12月1日，第11战队司令命令用炮舰穿过华夏海军的江阴阻塞线,溯江前往金陵一带助战。12月4日，保津号派出登舰部队，接管了被倭寇飞机轰炸坐沉于江中的宁海号巡洋舰。
12 月7日，金陵攻防战开始。此时溯江部队(第一警戒部队)编制为:主队(安宅、比良、势多)、前路警戒队(保津、鸟羽、第24驱逐舰队)、下游警戒队(嵯峨、坚田、莲、栗、拇)、扫雷部队(间宫丸、雄基丸、天盐丸、扫雷艇数艘)、航空部队m(神州丸、凉风)和特别作业队(爆破队及水雷处置队，负责清除江阴沉船阻塞线)计六队。12月8日，倭寇陆军步兵第26旅团开始在八圩港渡江，各炮舰为其提供了炮火支援。9日，势多在龟山炮台附近侦察时遭到该炮台4门152毫米重炮轰击，华夏军队共发射90多发炮弹，击中势多号前桅杆和烟囱各一发，但没有造成伤亡。次日，比良、势多、驱逐舰凉风和神州丸的水上飞机对龟山炮台展开狂轰滥炸，中方没有还击。
12月11日，保津、势多、二见、热海、比良等舰从丹徒出发，一边溯江航行一边进行探雷作业，遭到都天庙炮台4门120毫米炮的轰击，随后与之交战，并在弹雨中继续扫雷，最终清理出焦山航道，于当晚驶入镇江港。翌日各舰在乌龙山一带的扫雷作业中再度与都天庙炮台和岸上华夏军队发生交战，后由神州丸派出飞机将该炮台火力彻底压制下去。在交战中，保津号遭到华夏军队野战炮、机枪和步枪的猛烈扫射,左舷机舱中弹1枚，左侧主机损坏。
12月13 日凌晨，倭寇陆军第13师团的山田支队和海军部队对乌龙山炮台进行炮火轰炸，10时30分，保津、势多等舰起锚突破中方水雷封锁线，一边反击来自刘子口的华夏野战炮射击，一边侦察乌龙山炮台及其附近水路。下午1时30分，保津、势多、二见、安宅、驱逐舰山风、海风、江风、凉风等舰在扫雷艇伴随下离开泊地，穿过前一日已打开缺口的水雷封锁线，向金陵附近江面进发，一路扫射江上的舟艇木筏，渡江华夏军人及平民死伤惨重。
1937年12月14日，张风师部开始接管乌龙山要塞，并且张凡给张风师部新增加了一个重炮旅，使用155毫米M1A1型火炮、240毫米M1918/M1A1型榴弹炮，该重炮旅依托长江沿岸修筑重型炮台，使用240毫米重炮进行江面防御，辅助155毫米榴弹炮打击地面部队！新增加的重炮与之前国军留下的一些野炮使得乌龙山要塞火力更加强大。
在乌龙山西面是倭寇陆军第13师团，该师团下辖两个步兵旅团，共4个步兵联队及炮兵、骑兵、工兵、辎重联队等，全师团共约2.2万余人，装备有四一式山炮20门、三八式野炮36门、37毫米反坦克炮12门，轻型装甲车20辆。是属于倭寇甲级师团。
为了防御该师团和倭寇海军的联合进攻，张风除了在要塞布置了足够的重炮外。在八卦洲也修建了三个炮群，钟山至乌龙山一线新装备的谢尔曼坦克组成的坦克师，由李双硕兼任师指挥的装甲部队也在集结，准备随时从侧面袭击倭寇的第13师团。面对金陵城最后的进攻部队，张凡也是精锐尽出江面上在布满水雷后两艘刚刚到位的弗莱彻级驱逐舰也在附近游弋，时刻准备火炮支援。我军虽然船少，但是长江他也不适合大面积大范围发生海战，因为属于内陆水域，只能正面做两三艘船只进行作战。
1937 年 12 月 14 日上午 10 时，倭寇第十三师团军队再度气势汹汹地对乌龙山要塞发起了猛烈进攻，保津、势多两艘驱逐舰亦紧密配合，开始对我军阵地狂轰滥炸。与此同时，倭寇的第三航空大队也依约而至，对我军阵地展开了无情的轰炸。
我军炮台怒焰喷张，向敌人部队猛力射击。其中，我军的 240 毫米重炮当仁不让，率先展开反击。这门重炮射程极远，威力惊人，起初它将炮口对准倭寇驱逐舰，炮弹带着雷霆万钧之势呼啸而出。虽未直接命中，但炮弹入水溅起的巨大水柱犹如参天巨浪，以排山倒海之威向驱逐舰扑去，直把那两艘倭寇驱逐舰吓得惊慌失措，连连后撤。
紧接着，240 毫米和 155 毫米榴弹炮齐齐发威，炮弹如流星般密集坠落，在倭寇进攻部队中炸开了花。火光冲天，硝烟弥漫，倭寇士兵们被炸得鬼哭狼嚎，胆战心惊。残肢断臂四处飞溅，惨叫之声不绝于耳，无奈之下，他们只得先行狼狈后退。
而在天空中，倭寇的战机则更为凄惨。它们刚刚飞临我阵地上空，就被随后赶来的我军飞行大队紧紧咬住。我军战机性能卓越，远远领先于倭寇。倭寇航空大队在我军的凌厉攻势下，只能疲于奔命，被动防守。
在激烈的空战中，我军飞行员们凭借着精湛的技艺和无畏的勇气，驾驶着战机在云端穿梭自如。他们迅速锁定目标，果断开火。子弹如疾风骤雨般射向倭寇战机，打得倭寇战机机身火花四溅，冒出滚滚黑烟。倭寇飞行员们惊恐万分，试图逃窜，但我军飞行员紧追不舍，不给他们丝毫喘息之机。最终，在我军飞行员的英勇打击下，一架又一架的倭寇战机如折翼的鸟儿般坠落，化作一团团火球，照亮了天际。
倭寇的13师团因为伤亡越来越大，被迫从进攻阵地上撤了下来。感觉守军力量突然变得更加强大，使得13师团长很少疑惑，不过在海军部队的催促下，倭寇第13师团准备集结部队，在下午配合海军部队和空军部队全线进攻乌龙山一线！
1937年10月20日，倭寇海军军令部将新组建的第四舰队与第三舰队合并，组成军令部直辖的“支那方面舰队”,长谷一下成为首任舰队司令。“支那方面舰队”下辖第三舰队(第10和第11战队、第4水雷战队、第1和第2联合航空队、第了航空战队)和第四舰队(第9 战队、第5水雷战队、第了潜水战队、第4 航空战队)，成为与联合舰队相匹敌的大舰队。