梁思成、林徽因夫婦走後不久，戰場局勢進一步惡化，前線傳來的消息已到了令每一個中國人都頓足捶胸，揪心裂肺的程度。
12月5日，日軍開始圍攻南京，中國10萬守軍在司令官唐生智總指揮下拚死抵抗，傷亡慘重但未能阻止日軍的凌厲攻勢。延至10日，強悍的日軍以精銳部隊和配備優良的武器同時進攻雨花台、光華門、通濟門、紫金山等戰略要地，切斷中國軍隊的後路，南京守軍10萬將士在血戰後不支。危急時刻，蔣介石命令著名戰將顧祝同向唐生智傳達棄城突圍，全軍沿津浦路北撤的命令。由於日軍早已切斷了後路，只有參戰的六十六軍、八十三軍少數部隊突圍成功，多數將士被困於城郊未能及時渡江而遭日軍阻截槍殺。
12月13日，日軍攻佔了中國首都南京，這座散發著濃重的脂粉與墨香氣味的六朝古都，頓時淹沒在鮮血、呻吟與絕望的哀號之中。放下武器的國軍官兵被集體屠殺，30萬手無寸鐵的無辜市民遭到殺戮，日本天皇的軍隊像出籠的野獸一樣在大街小巷瘋狂強暴淚盡滴血的婦女。連續四十餘日的屠城，橫七豎八的屍體滿目皆是，揚子江成為一條流動的血河，整個南京籠罩在「天雨粟，鬼夜哭」的陰霾恐怖之中。
消息傳出，舉世震動。大海那邊的日本國民按捺不住心中的狂喜，紛紛叫喊著擁上東京街頭，施放焰火，提燈遊行，歡呼著「戰爭就要結束，中國已被無往不勝的大日本皇軍全面征服」等等口號。整個日本四島大街小巷燈火閃耀，人潮湧動，許多人擁抱在一起，喜極而泣。此時，全世界每一個關注中國命運的人，都感受到了1937年隆冬那來自遠東地區強烈的震撼與滴血的呼喊。
緊接著，杭州、濟南等重量級省會城市於12月下旬相繼陷落。
由於平漢鐵路沿線保定、石家莊、新鄉等軍事重鎮相繼失守，長江沿岸上海、南京、蕪湖等地區陷落，驕狂的日軍開始集結精銳部隊，沿長江一線大規模向西南方向推進，地處兩條幹線交匯處的軍事要鎮武漢三鎮，立即成為中日雙方矚目的焦點和即將進行生死一搏的主戰場。
12月14日，蔣介石由江西抵達武昌，緊急布置軍事防務。國民政府最高統帥部加緊了武漢大會戰的策劃和兵力集結。與此同時，日本內閣與大本營召開聯席會議，提出對華四項新的和談條件：中國放棄抗戰；承認滿洲國；設立非武裝區；對日賠款。
12月15日，蔣介石召集國民黨高級幹部會議討論，會議情況是：「主和、主戰，意見雜出，而主和者尤多。」國防最高會議副主席汪精衛原本就對抗戰信心不足，此時大放厥詞，散布戰敗亡國論。次日，他向蔣介石提出，「想以第三者出面組織，以為掩護」云云。此時汪精衛企圖拋棄抗戰國策，在國民政府之外另樹一幟，號令諸侯。而行政院副院長孔祥熙也順胡溜須地從「傾向和議」變為「主和至力」。
面對一堆飯桶與軟蛋們的囂叫與哀嚎，蔣介石力排眾議，主張哪怕只剩一兵一卒也要戰鬥到底，誓死不降。為增強軍民抗戰信心，12月17日，蔣介石發表《告全國國民書》，號召全國軍民放棄一切和談幻想，堅決地、不能有絲毫動搖地團結抗日，並公開提出了「持久戰」的戰略方針，謂「中國持久戰，其最後決勝之中心，不但不在南京，抑且不在各大都市，而實寄於全國之鄉村，與廣大強固之民心。我全國同胞誠能曉然於敵人鯨吞無可倖免，父告其子，兄勉其弟，人人敵愾，步步設防，則四千萬方里之國土從內到外皆可造成有形無形之堅強壁壘，以致敵於死命。……最後勝利必屬於我。」這是中國政治軍事高層最早公開提出對日採取持久戰爭以贏得最後勝利的軍事戰略構想。
12月29日，蔣介石頂著汪偽投降派與一切悲觀主義分子的強大壓力，與國民黨元老、監察院院長於右任談話，再次以強硬的姿態重申日本所提出的四項和談條件是「等於滅亡與征服，我國自無考慮餘地，並應堅決表明，與其屈服而亡，不如戰敗而亡。」——這是1937年蔣介石在中國抗戰最為艱難的時刻最後一次重要談話。此時的蔣介石再次以哀兵必勝的悲壯之情，明確表達了寧為玉碎，不為瓦全，誓與日寇決一死戰的堅定信念。這一信念與政治策略的意義，正如著名史家、外交家、原清華大學教授、曾擔任國民政府行政院政務處處長的蔣廷黻所言：「中日戰爭爆發之前，委員長慎重避免任何刺激日方的行動。他比別人更清楚對日戰爭的嚴重性，無論是物質方面的或是人員方面的。戰爭一旦開始，他從未表示他要接受日方所提的和平條件……他認為在那個軍事節節失利的非常時期來談和，一旦失敗，必致影響士氣。即使和談能夠成功，也只能達成一種不利於中國的和平。」因而，「中國乃至於全世界直到今日，仍不知道蔣委員長在八年抗戰期間一柱擎天的力量。」
大戰在即，而長沙與武漢只有300公里之距，一旦武漢失守，敵人必溯水而上，長沙勢難獨撐。面對危局，無論是剛組建不久的臨時大學，還是中央研究院在長沙的研究所，又一次面臨遷徙流亡的歷史性抉擇。
何處才是安身之地？長沙臨時大學委員會在遷往重慶還是昆明之間搖擺不定，有師生認為立足方定，正好弦歌不輟，倘再興師動眾遷徙，不但勞民傷財，荒時廢業，甚至是杞人憂天，自尋煩惱。湖南省政府主席張治中聞訊，同樣認為遷校無此必要，並表示：「即使長沙不安全，盡可以在湖南另找一地，省政府仍願全力支持辦學。」廣西省政府聽到消息，迅速派員赴長沙與臨大常委們接洽，積極建議遷到桂林或廣西別的安全城市，廣西政府和人民願意傾全力支持云云。
對於這些建議，常委會經過慎重考慮，認為武漢萬一棄守，長沙必遭攻擊，到那時整個城市將陷入混亂和戰火之中，再想從容遷徙就萬般困難了，其前途也將不堪設想。為學校能夠從容不迫地辦下去，必須未雨綢繆，在長沙遭受敵軍攻擊之前就要轉移到一個相對安全的地方。經過反覆研討，常委們最後決定遷往雲南省會昆明，其理由是：昆明地處西南，距前線較遠，且有滇越鐵路可通海外，採購圖書設備比較方便。更重要的戰略意義還在於，一旦內陸全部被日軍攻佔、封鎖，還可通過滇越鐵路在西南之地甚至海外予以周旋，為民族復興保存最後一批文化種子。時為雲南省政府主席的龍雲聞知，表示出極大熱情。但此人屬於獨霸一方的軍閥，號稱雲南王，與蔣介石面和心不和，被蔣視為腦後長有反骨，需日夜提防的三國時代魏延一類的人物（南按：後來的事實證明了這一點）。因而，對於這一方案，尚不算糊塗且深諳官場規則的王世傑與教育部官僚均不敢定奪。蔣夢麟於焦急中徑直赴武漢面見蔣介石陳述，但不便向車胎上扎針——泄氣，直白地說一旦武漢棄守之類的喪氣話，只說昆明可通安南直達海外等等，蔣介石心知肚明。經過反覆磋商，終於在1938年1月上旬得到最高當局批准。
1月20日，長沙臨時大學第43次常委會作出即日開始放寒假，下學期在昆明上課的決議。規定全體師生於3月15日前在昆明報到，同時通過了一系列遷校的具體辦法，組建了由蔣夢麟為主任的昆明辦事處。2月15日，蔣夢麟飛赴昆明，主持建校事宜。
就在臨時大學高層人物蔣夢麟等來回奔波商討遷校之際，中央研究院長沙工作站委員會幾名常務委員，也在緊急磋商進退辦法。此時，中央研究院院長蔡元培已轉往香港，傅斯年隨中研院總辦事處遷往重慶。在群龍無首的境況中，中研院在長沙幾名委員的討論未能達成共識，誰也不知要流落何處更為有益。梁思永以中研院長沙工作站委員會常務委員的身份，與史語所代所長李濟共同召集所內主要人員開會，商量本所的去留問題。經過一番仁者見仁、智者見智的激烈爭論，儘管未能最終確定目標，但總算拿出了一個大概的應對策略，這就是許多年後石璋如在他的回憶錄中所說：「為了此地同仁的安全，不能夠留在長沙工作，要再搬家。搬家的地點目前雖然還未確定，只有一個先決原則：同仁的家庭沒有淪陷的話，就先回家；家庭淪陷的話，可以跟著所走，只是地點未定；若不想跟著所走，也可以自便。決定此一原則之後，就讓各組自行商量。」
史語所考古組（三組）經過協商，決定先把個人手頭的工作儘快結束，全部交付主任李濟處，爾後再談個人去留問題。經過幾天的緊張忙碌，所有資料全部收集起來，按順序打包裝箱，倘日後有其它人接手，可以按照原來的順序繼續工作，不至於茫無端緒。待這項工作結束後，李濟召集考古組全體人員集會，議決各人的去留問題。商量的結果是：李濟是組主任，不能走；董作賓專門研究甲骨，安陽出土的所有甲骨都需要他負責保管研究，因而也不能走；梁思永正研究殷墟遺址西北岡出土的器物，同時又是中央研究院長沙工作站管理委員會常委，即使走，也要等各所的事務告一段落才能走，因而暫時不動。同時，李、董、梁三人屬於中央研究院的高級委員，各自都帶有家眷，上有