最内层是复廓核心阵地，这是整套城防的核心，也是最后死守的防线。它分为外廓高地和内廓城墙双重结构。
外廓高地带包括乌龙山、幕府山、紫金山、麒麟门、雨花台、上新河，全部修建大型碉堡集群和炮兵阵地。
紫金山上的碉堡群规模最大，分层修建了山脊观测堡、山腰步兵堡和山脚反坦克据点，由教导总队主力驻守，可以俯瞰全城与城东所有通道。
雨花台是城南门户，由八十八师固守，以密集的机枪交叉火力点扼守中华门。
幕府山和乌龙山则是城北江防制高点，配合江宁要塞共同封锁长江江面。
江防要塞体系以江宁要塞为核心，搭配上游芜湖、下游镇江和江阴要塞，分段封锁长江航道。
江宁要塞分布乌龙山、狮子山、老虎山六大炮台，装备大口径岸防重炮，覆盖南京上下游江面，可摧毁日军内河舰队和登陆艇。
航道配套水雷布设区、江岸隐蔽观测哨和探照灯阵地，能够夜间封锁江面。工事深埋山体，厚混凝土足以抵御舰炮轰击，弹药库独立开凿山洞，与炮台主体隔绝以防殉爆。
工事标准化是德国顾问团最重视的环节，全部按军工级科学规范设计。
永久主碉堡的钢筋混凝土厚八十到一百二十厘米，可抵御日军一百五十毫米榴弹直接命中和一千磅航空炸弹近爆冲击；普通步兵碉堡壁厚半米，抵御七十五毫米山炮炮弹。射击孔采用外宽内窄的设计以减小受弹面积，并采用扇形侧射孔形成交叉火力网，无射击死角。
碉堡内置独立通风管道解决机枪射击浓烟堆积问题，出入口侧开避开正面炮火直射。
每一片碉堡群都配套了地下弹药库、医护隐蔽洞、通信坑道和蓄水池，弹药库全部选址郊外山谷与城区隔离以规避爆炸风险。
阵地之间修建隐蔽交通壕，高地与城墙连通地下坑道，城郊公路按战时标准拓宽，适配山炮骡马驮运和卡车机动，专门为博福斯山炮等重型支援火炮规划了运输路线。
防空、后勤与通信体系同样完整规划。全城高地修建防空观测哨和高射炮阵地，采购博福斯七十五毫米高射炮部署在清凉山和紫金山。
城内大规模开挖地下防空地下室，军政机关与居民区分区配套人防坑道以应对日军空袭。军械库、粮库、油料库全部分散布置