1937年12月，日军第6师团主力在猛烈进攻雨花台的同时，谷寿夫调遣第45联队（缺少第1大队）绕道上新河（上河镇）、水西门、清凉山一带，并成功占领下关，试图切断南京守军的退路。为增强第45联队的独立作战能力，谷寿夫还命令骑兵第6联队（由猪木近太中佐指挥）和配属的独立山炮兵第2联队（原山鹤吉中佐指挥）协助作战。

1937年12月10日下午6点，日军第45联队与独立山炮兵第2联队，在携带120发步枪子弹和每门山炮配备100枚炮弹后，按顺序出发。第3大队、联队本部、第2大队、骑兵第6联队、独立山炮兵第2联队（缺第2大队）依次向上新河进军。

在中国方面，担任上新河、水西门、清凉山一带防线的，是由宪兵副司令萧山令指挥的约3个团的宪兵部队。根据萧山令的部署，宪兵教导团（团长周竞人）承担第一线任务。第1营（营长郭干武兼团附）与宪兵第5团重机枪连驻守在上新河、棉花堤附近；宪兵教导团第2营（营长马崇兴）与第3营（营长孙明斋）则防守水西门、汉中门到清凉山28号机枪掩体一带。

宪兵第2团（团长罗友胜）担任第二线，负责防守清凉山至老虎洞一带，特务营则作为预备队。而宪兵第10团则守卫明故宫机场一带。虽然宪兵部队以维持军队纪律为主，但他们的轻武器装备不比普通野战部队差。

宪兵教导团与宪兵第2团的官兵佩戴标准德式M35钢盔，装备中正式步枪，并配有少量MP18冲锋枪等自动火器，轻机枪主要是捷克式与勃朗宁式，重机枪则有三十节重机枪与进口马克沁重机枪，还有一些民用二十式重机枪与82毫米迫击炮。相比之下，宪兵教导团的近战火力甚至不逊色于南京守军中最精锐的部队。尽管如此，宪兵部队大多由年初在云南招募的新兵组成，且由于其主要职责是维持纪律，缺乏野战部队的实战经验和战术指挥能力。如果不是因为南京守军人手紧缺，宪兵部队原本不应参与这场战斗。

面对雨花台一线战斗的失利，唐生智意识到宪兵部队的实战能力有限，决定命令第74军的第51师和第58师分别派遣1到2个团防守水西门和江东门外一带。12月10日，宪兵教导团继续坚守原阵地，第58师从一支团兵力抽调部署在宪兵教导团的左翼，而第51师也抽调了第305团，部署在第58师左翼并与第88师第246旅右翼接应。

12月11日清晨，日军第45联队穿过茂密的芦苇丛，停在距离水西门以西3公里的上新河、棉花堤一带。随即，竹下义晴命令第3大队（由小原重孝少佐指挥）为第一线，第2大队（由成友藤夫少佐指挥）作为预备队，向上新河与棉花堤发起进攻。

战斗前，感到此次战斗必定异常惨烈的第12中队长田中军吉对部下说道：“这场战斗的激烈程度绝不亚于我们在保定的那场战斗，你们必须冷静并稳定地冲入敌阵。”

日军通过三路纵队悄然逼近棉花堤。当他们距离中国守军前沿阵地仅150米时，宪兵教导团第1营配属的第5团重机枪连及其捷克式轻机枪展开猛烈火力射击，炸响的手榴弹在战场上回荡，前线的日军第12中队立刻在交叉火力中损失惨重。郭干武指挥各个连队展开进攻，但宪兵部队由于缺乏野战部队的训练，突击时官兵集中在一起，导致被日军猛烈火力压制，最终导致损失惨重。郭干武下令各连队撤回防线，并依托防御工事继续坚守。

随着中国守军后撤，日军认为已击溃守军，于是未派侦察队勘察情况便急于命令第3大队前方追击。恰在此时，雨花台炮兵发现敌人逼近，便立即反击，几门大炮猛轰日军，前方日军立即遭到炸击，血肉四溅。日军《步兵第四十五联队史》记载：“炮弹不断落在我们周围，硝烟四起，火力逐渐逼近，让人无法忍受。”

总结：

南京保卫战中的这一系列战斗，国军将士凭借不屈不挠的战斗精神，给日军造成了不小的打击。尽管国军的装备远逊于日军，但他们毫不退缩，敢于迎战，为国家和人民付出了巨大的牺牲与努力。