1937年12月13日，日軍攻陷南京，屠殺平民和非戰鬥人員幾十萬人，強姦、凌辱婦女無數，搶劫、焚燒、破壞南京城內外的住宅、商店、機關和倉庫，六朝古都成為一片廢墟。
南京大屠殺的元兇是日本軍國主義和日本政府，而對暴行負有直接責任的則是製造、參與南京大屠殺的日本戰犯。戰後，遠東國際軍事法庭和中國審判戰犯軍事法庭對這些戰犯進行了審判，除個別人逃脫外，大部分戰爭罪犯都得到了應有的懲罰。
遠東軍事法庭審判的戰犯
在製造南京大屠殺的日本主要戰犯中，被遠東國際軍事法庭審判的是侵華日軍華中方面軍司令官松井石根。
遠東國際軍事法庭設在日本東京，對犯有破壞和平罪、違反戰爭法規及慣例罪和違反人道罪的戰犯進行審判，由遠東委員會11國委派的11名法官組成，澳大利亞法官韋勃為審判長。中國政府向東京軍事法庭提交了《關於日本主要戰犯土肥原賢二等30名起訴書》，對包括南京大屠殺主犯松井石根在內的30名日本戰犯提起公訴，並派出了著名法學家梅如璈博士參加審判。
松井石根進入南京城
松井石根是日本陸軍高級軍官，1933年晉升陸軍大將，1935年退出現役。1935年夏，已經退休的松井石根出訪途中在上海作短暫停留，《紐約時報》駐華首席記者阿班曾採訪過他。阿班在《民國採訪戰》中記錄了他眼中的松井石根：「事畢，我攜他（松井石根）同往上海總會共進午餐。他瘦小蜷縮，體重不足一百磅，右臂和右臉似乎有偏袒，且時有抽搐，令人同情。」抗戰爆發後，素有「中國通」之名的松井石根返回現役，被任命為上海派遣軍司令官，隨即又擔任了統一指揮上海派遣軍和第十軍的華中方面軍司令官。阿班在書中回憶：
當日本宣布，任命松井石根為長江流域日軍最高指揮官時，我不禁疑竇叢生，怕只是某個重名者。後來，頭一回去了日軍總部，才發現那位權勢滔天的總司令，不是別人，正是1935年認識的朋友、那個偏癱的小老頭。因兩年前他落難時，我曾遇之以情，待之以禮，他便於1937年間，向我提供了大量的重大獨家新聞。
松井石根是指揮攻打、侵占南京的最高指揮官和南京大屠殺的罪魁禍首，事先曾對上海和南京一帶的地形作過詳細調查，當他接受上海派遣軍司令官的委派離開東京時，就已做好了進軍南京的準備。
1937年12月初，日軍占領了南京外圍陣地，對南京形成了合圍態勢。12月7日，松井石根親自起草了《攻占南京要領》，主要內容一是勸降；二是若中國軍隊抵抗，則實施炮擊，而後各部進城分區掃蕩。
12月10日下午1時，因勸降不成，日軍開始攻城，遭中國軍隊激烈抵抗；11日，蔣介石致電南京守城司令唐生智，稱「如情況不能持久時，可相機撤退」；12日，唐生智倉促下令撤退；13日，日軍進城，大屠殺開始。
由於南京大屠殺是二次世界大戰中非常突出的暴行，東京軍事法庭對此案審理特別認真，接受了中外證人的口頭證言和書面證詞，並問訊了松井石根本人，最後做出判決。判決書認為：「日軍僅於占領南京後最初的六個星期內，不算大量拋江焚毀的屍體，即屠殺了平民和俘虜20萬人以上。」
但松井石根對此卻百般抵賴，先是輕描淡寫地說：「余於1937年11月被任命為華中方面軍司令官。攻擊南京時，不意若干青年軍人竟於占領南京時有殘暴行為，實屬遺憾。」後來又在法庭上為自己辯護說，因為此間他本人生病，所以未能制止暴行。
軍事法庭通過嚴謹的調查，認為南京大屠殺屬實，並且松井石根負有主要責任。判決書中這樣寫道：「他（指松井石根）自己承認曾從憲兵隊和領事館人員聽說過他的軍隊有某種程度的非法行為。在南京的外交代表曾每天收到關於此類暴行的報告，他們並將這些報告給東京。本法庭認為有充分的證據證明松井知道發生了什麼樣的事情。對於這些恐怖行為，他置若罔聞，或沒有採取任何有效辦法來緩和它。」
遠東國際軍事法庭判決製造南京大屠殺的松井石根有罪，1948年11月12日，將其判處絞刑，並於12月23日凌晨執行。
南京軍事法庭審判的戰犯
日本投降後，中國政府成立了以秦德純為主任委員的戰爭罪犯處理委員會，作為處理戰犯的最高權力機構。1945年12月中旬，分別在南京、上海、北平、漢口、廣州、瀋陽、徐州、濟南、太原、台北等10個城市成立審判戰爭罪犯軍事法庭。1946年2月15日，南京審判戰犯軍事法庭正式成立，石美瑜擔任庭長，該法庭直屬陸軍總司令部，國防部成立後，改由國防部管轄。
南京軍事法庭審理的對象，為入侵中國的軍人和非軍人，南京大屠殺慘案即由該法庭審理。根據國際法原則和遠東委員會處理日本戰犯的決議，甲級戰犯由東京國際軍事法庭審理，乙、丙級戰犯則由受害國組織的法庭審判。因此，在南京進行血腥屠殺的乙級戰犯谷壽夫、進行「殺人比賽」的野田毅和向井敏明、屠殺300多名中國軍民的劊子手田中軍吉等戰爭罪犯，先後被引渡到中國受審。
谷壽夫是日本陸軍第六師團長，1937年8月1日，率部從日本熊本出發，入侵華北。後來又隨第十軍在杭州灣登陸，經崑山、太湖入侵南京，駐紮雨花台、中華門一帶。南京大屠殺期間，谷壽夫駐軍區域是殺人最多、暴行最慘的地區之一。1946年2月，谷壽夫在東京被捕，8月被引渡到中國，關押在上海戰犯拘留所。因為谷壽夫是南京大屠殺的主犯，應交南京軍事法庭審判，所以很快便從上海押解來南京，關押在國防部小營戰犯拘留所。
1946年10月19日，南京軍事法庭提審谷壽夫，他對1937年率部由中華門攻入南京一事供認不諱。28日，法庭張貼布告，號召南京特別是中華門一帶的百姓揭發谷壽夫的罪行。花匠芮芳緣、農民張鴻儒、商人楊廣才等人聯名具結，陳述曾組織義務掩埋隊收埋遇難者屍體，他們在南門外花神廟、兵工廠一帶掩埋難民屍體約5000餘具，國軍兵士屍體約2000餘具。1947年1月，南京軍事法庭庭長石美瑜率領法官和慈善機構代表，到中華門外埋屍集中點進行挖掘取證。經法醫鑑定，在發掘出的數千具屍骨中，有大量男女屍首和留有槍傷、刀傷痕跡的屍骨，這些都是日軍在中華門外進行集體屠殺的鐵證。
大量物證、人證證明，谷壽夫部駐紮南京一周內，正是南京大屠殺的高峰期。1947年2月6日，南京法庭公審谷壽夫，包括3名外籍證人在內的80餘名證人出庭作證，陳述谷壽夫在南京所犯罪行。3月10日，法庭對谷壽夫宣判，判決書指出：
由谷壽夫所率之第六師團任前鋒，於民國26年（1937年）12月12日傍晚，攻陷中華門，先頭部隊用繩索攀垣而入，即開始屠殺。翌晨復率大軍進城，與中島、牛島、末松等部隊，分竄南京市各區，展開大規模屠殺，繼以焚燒奸掠。
法庭判決谷壽夫死刑，1947年4月26日，谷壽夫在南京雨花台刑場被執行槍決。據行刑的憲兵回憶，兩名憲兵分別扶住谷壽夫兩臂，一名憲兵手執駁殼槍向其腦後射擊，一槍斃命。
對谷壽夫判決後，南京軍事法庭又對殺人惡魔向井敏明、野田毅和田中軍吉進行了審判。
1947年12月18日，戰犯在南京軍事法庭受審，左到右：田中軍吉、野田岩、向井敏明
對於「殺人比賽」的主角向井敏明和野田毅，大家都比較熟悉。這兩人都是日軍第十六師團的下級軍官，兩人在侵占南京前，以誰先殺滿100人為內容展開「殺人比賽」，結果野田毅殺105人，向井敏明殺106人。這兩人分別於1947年8月20日和9月2日被駐東京盟軍司令部逮捕，同年11月引渡來華，關押在南京小營戰犯監獄。
田中軍吉雖然不如向井敏明和野田毅有名，但兇狠殘忍比他們有過之而無不及。田中軍吉是第六師團谷壽夫手下的大尉中隊長，曾在南京南郊一帶，用「助廣」劍連殺中國軍隊俘虜和平民300餘名。1947年5月，中國政府將田中軍吉列為戰犯，隨後該犯被盟軍司令部逮捕並引渡來華，關押於小營監獄。
1947年12月18日，南京軍事法庭對向井敏明、野田毅和田中軍吉宣判。法庭內座無虛席，法庭外拉線廣播審判實況。法庭首先認定了向井敏明和野田毅進行「殺人比賽」的罪行，判決書中寫道：
當時《東京日日新聞》所載該被告等如何在紫金山麓作「斬殺百人」之競賽，如何於完成屠殺超越記錄後，各舉血刃，含笑相向，談論勝負各情，亦相吻合。
對田中軍吉的判決書認定：
被告田中軍吉，既居於谷壽夫直隸部屬之地位，持刀參與，且在混亂斬殺中，我被俘軍民死於該被告所攜之「助廣」軍刀之下者逾300人。……其系南京大屠殺案中實施殺人共犯之一，亦無可疑。
南京軍事法庭判定向井敏明、野田毅和田中軍吉等連續屠殺戰俘及非戰鬥人員，且以屠殺平民作為娛樂，違反了海牙陸戰規例及戰時俘虜待遇公約，已構成戰爭罪和違反人道罪，根據海牙陸戰規例等法律法規，判處向井敏明、野田毅和田中軍吉死刑，於1948年1月28日執行槍決。
逃脫審判的戰犯
在南京大屠殺慘案中，侵華日軍上海派遣軍司令官朝香宮鳩彥親王、第十六師團長中島今朝吾和第十軍司令官柳川平助等日本戰犯也應受到法律的嚴懲，但他們或者是日本皇族，或者在抗戰勝利前後即已死亡，所以軍事法庭未對這些戰犯進行審理。
朝香宮鳩彥親王是明治天皇的女婿，直接下達了南京屠城的命令，因身為皇親，朝香宮鳩彥在戰後得以逃脫審判，甚至未被列入戰犯名單。
南京大屠殺主犯、日軍上海派遣軍司令官朝香宮鳩彥親王
1937年12月2日，朝香宮鳩彥被任命為上海派遣軍司令。12月7日，朝香宮鳩彥趕到南京前線，接替因肺病而接受治療的華中方面軍總司令松井石根，出任進攻南京的臨時指揮官。12月13日，南京陷落。17日，以松井石根和朝香宮鳩彥為首的日軍舉行了入城式。
南京陷落後，日軍在朝香宮鳩彥指揮下開始大屠殺。期間，朝香宮鳩彥發布了一系列殺人命令，最臭名昭著的就是那道「殺掉全部俘虜」的密令。朝香宮鳩彥的指令被迅速傳達到各參戰部隊，直接導致了南京大屠殺的發生。朝香宮鳩彥還指使負責日軍在南京地區宿營安排的華中方面軍副參謀長武藤章，以「城外的宿營地不足」和「由於缺水而不敷使用」為由，修改了原定日軍在南京城外宿營的命令，宣布日軍各參戰部隊可在南京城內任意選擇宿營地，這是造成南京屠城的又一個主要原因。
戰後，美國政府決定不追究日本天皇的戰爭責任。這樣一來，作為皇族的朝香宮鳩彥也僥倖逃脫了法庭的審判，這個南京大屠殺的元兇一直活到90多歲才死去。
中島今朝吾是上海派遣軍第十六師團長，也就是南京大屠殺史料中經常提到的中島部隊的指揮官，「殺人比賽」中的向井敏明和野田毅就是他的部下。中島畢業於日本陸軍大學，曾任東京憲兵司令官，1937年8月到侵華日軍上海派遣軍任職，進入南京後任南京警備司令官。
南京大屠殺主犯、日軍第十六師團師團長中島今朝吾
中島師團是大屠殺期間殺害中國軍民最多的日軍部隊，據歷史學家考證，南京大屠殺中大約一半的遇難者死於中島師團之手，幾次萬人以上的大屠殺，包括燕子磯、草鞋峽、魚雷營、江東門屠殺和紫金山活埋3000戰俘事件都是中島師團所為。當年在國軍第八十八師供職的郭國強曾目睹了數萬名中國軍人在燕子磯被屠殺的情景，他回憶說：
1937年12月，我和二三百名「中央軍」穿著便衣，逃到南京燕子磯三台洞附近，親眼看見日軍在燕子磯江灘進行大屠殺的情景，當時日軍用機關槍掃射了一天一夜，有20000多名已經解除武裝的「中央軍」喪了命。
這些遇難者的屍體大都被日軍拋入江中，寬闊的江面上漂浮著數不清的死屍，有軍人有平民，有男有女，有老人也有孩子，無邊無際，就像滿江漂流的木排，緩緩向下游淌去。
對於這些血腥屠殺，中島今朝吾毫不避諱，他在戰地日記中如此記述：
基本上不實行俘虜政策，決定採取全部徹底消滅的方針。但由於是以1000人、5000人、10000人計的群體，連武裝都不能及時解除。只不過他們已全無戰意，只是絡繹不絕地跟上來，雖然安全，但一旦發生騷亂，將難以處理。為此，增派部隊乘坐卡車負責監視和引導。
13日傍晚，需要大批出動卡車，但由於戰鬥剛剛結束，計劃很難迅速執行。因為當初從未設想過將採取這一措施，參謀部忙得不可開交。
中島駐紮南京期間曾住在蔣介石官邸，盜竊了不少財物。1938年初中島調回日本本土，7月又調關東軍任職，後因蔣介石官邸盜竊事件事發被編入預備役。抗戰勝利後，中國政府要求盟軍將中島引渡來華受審，1945年10月28日，中島今朝吾因尿毒症和肝硬化死亡，據說是驚嚇而死。
柳川平助是侵華日軍華中方面軍第十軍司令官，華中方面軍由上海派遣軍和第十軍組成，松井石根擔任方面軍總司令，朝香宮鳩彥親王是上海派遣軍司令官，也就是說，柳川平助是華中方面軍的頭面人物。
柳川平助是日本長崎縣人，畢業於陸軍大學，歷任陸軍大學教官、陸軍部次官、駐台灣日軍司令官等職。1937年10月，被任命為第十軍司令官，轄第六、第十八和第一一四師團。10月20日，柳川平助率部協同日本海軍作戰，從杭州灣偷渡登陸，截斷了中國淞滬守軍的後路。11月7日，柳川平助的第十軍和上海派遣軍合編為華中方面軍，入侵南京。期間，柳川平助率部在南京燒殺劫掠，南京大屠殺主犯谷壽夫就是他的部下。
1938年初，柳川平助被調回國內，同年12月被任命為新成立的侵華機構興亞院總務長官。此後柳川平助一直在日本內閣任職，1945年1月因心臟病死亡，遠東國際軍事法庭後追加其為乙級戰犯。