David Askew, một nhà sử học tại Đại học Ritsumeikan, nói rằng số người chết trong vụ thảm sát có thể được các nhà sử học hiện đại tính toán dựa trên bốn nguồn. Thứ nhất là lịch sử truyền miệng, nhưng ông gọi đây là "phương pháp luận có vấn đề nhất trong việc nghiên cứu sự việc", một phần do có sự khác biệt lớn giữa lời khai của nhân chứng Nhật Bản và Trung Quốc.[21]

Thứ hai là hồ sơ chôn cất do các hiệp hội từ thiện Trung Quốc.[21] IMTFE tuyên bố rằng có tổng cộng 155.300 xác chết được chôn cất trong và xung quanh Nam Kinh sau khi thành phố thất thủ, dựa trên số liệu thống kê của Hội Chữ Vạn đỏ (世界紅卍字會) và Sùng Thiện Đường (崇善堂, Chongshantang) mặc dù nhiều nhà sử học hiện nay đánh giá thấp độ chính xác của số liệu Sùng Thiện Đường ghi lại.[1] Do đó, Askew ước tính rằng số xác chết thực tế được chôn cất trong và xung quanh Nam Kinh là 17.500,[21] trong khi nhà sử học quân sự Yamamoto Masahiro đưa ra con số là 43.000.[28] Ngược lại, Kasahara thường ủng hộ các ước tính chôn cất cao hơn được trình bày tại IMTFE, mặc dù ông thừa nhận rằng không phải tất cả các số liệu của Sùng Thiện Đường đều có thể được chấp nhận ngay lập tức.[29] Tuy nhiên, cả Kasahara và Yamamoto đều lưu ý rằng hồ sơ chôn cất có thể có vấn đề, phóng đại hoặc đánh giá thấp số người chết thực sự của vụ thảm sát. Một mặt, số liệu chôn cất kết hợp nạn nhân vụ thảm sát với thương vong trong chiến đấu và do đó phóng đại số người thiệt mạng. Mặt khác, những số liệu này không bao gồm các xác chết đã bị tiêu hủy thay vì chôn cất và do đó giảm số người chết.[28][30]

Thứ ba là hồ sơ quân sự Nhật Bản, ghi lại số tù binh hành quyết. Tuy nhiên, Askew lưu ý rằng các đơn vị quân Nhật thường phóng đại số lượng.[21] Khi Itakura Yoshiaki, một tác giả độc lập trở thành một trong những nhà nghiên cứu hàng đầu về sự kiện,[21][31] phân tích hồ sơ của Lục quân Nhật Bản, ông đã nhân số liệu cuối cùng với 0,6 để bù phóng đại và ra con số từ 13.000 đến 19.000 người.[18][32] Mặc dù cũng đã sử dụng hồ sơ quân sự Nhật Bản để tính toán số người chết trong vụ thảm sát, Hata Ikuhiko không tính như Itakura làm.[32] Bob Wakabayashi, một nhà sử học tại Đại học York, tin rằng hồ sơ của quân Nhật chứng minh rằng ít nhất 29.240 người, hoặc nhiều khả năng là 46.215 người, đã bị thảm sát ở Nam Kinh.[1]

Hồ sơ quân sự của người Nhật là nguồn có giá trị để ước tính số tù binh Trung Quốc bị quân Nhật tàn sát, nhưng số lượng thường dân thì khó xác định hơn. Loại nguồn cuối cùng mà David Askew đề cập là lấy mẫu dữ liệu, và mặc dù chỉ có một cuộc khảo sát như vậy được thực hiện, "War Damage in the Nanking Area" của Lewis SC Smythe là một tài liệu quan trọng trong việc ước tính thương vong dân sự.[21][30][33] Theo khảo sát của Smythe, có tới 12.000 dân thường đã thiệt mạng trong thành phố Nam Kinh cộng với 26.870 người khác ở các khu vực nông thôn bên ngoài Nam Kinh.[30] Tuy nhiên, một số nhà sử học đã lập luận rằng số liệu của Smythe hoặc là giảm hoặc phóng đại số dân thường chết thực sự. Một mặt, Kasahara khẳng định rằng cuộc khảo sát về cơ bản đã đánh giá thấp số người chết, một phần vì Smythe chỉ khảo sát những ngôi nhà có người ở và do đó đã bỏ qua những ngôi nhà bị phá hủy hoàn toàn hoặc người không trở về. Ngược lại, Kitamura Minoru lập luận rằng mối liên hệ của Smythe với Chính phủ Quốc dân có thể khiến Smythe nâng con số lên.[34]

Ngoài ra, tổng dân số của Nam Kinh vào tháng 12 năm 1937 và quy mô của các đơn vị đồn trú bảo vệ thành phố được sử dụng làm cơ sở để tính toán số, mặc dù vấn đề còn phức tạp do các ước tính khác nhau rất nhiều.[25][35] Ví dụ, Kasahara Tokushi tuyên bố rằng dân số Nam Kinh vào năm 1937 là 400.000 đến 500.000 thường dân và 150.000 binh lính,[36] trong khi David Askew cho rằng Nam Kinh có 200.000 đến 250.000 thường dân và 73.790 đến 81.500 binh lính.[37][38]

Trong phân tích cuối cùng, Kasahara Tokushi xem xét các tài liệu và nhật ký được ghi lại bởi các binh sĩ Nhật Bản và kết luận rằng ít nhất 80.000 binh lính và tù binh Trung Quốc, hoặc có thể hơn 100.000, đã bị thảm sát, phần lớn tổng lực lượng ước tính 150.000 binh lính. Kasahara lưu ý rằng cuộc khảo sát của Smythe chứng minh rằng tối thiểu 12.000 dân thường đã bị thảm sát ở Nam Kinh, mặc dù các nguồn đương thời khác đưa ra con số từ 50.000 đến 100.000, cộng với ít nhất 26.870 người bên ngoài Nam Kinh. Kasahara kết luận rằng tổng số người chết phải hơn 100.000 người, và có thể khoảng 200.000 người.[30] Phạm vi con số cụ thể là khoảng 160.000 đến 170.000.[39]

Ngược lại, Hata Ikuhiko cũng xem xét các tài liệu của quân Nhật và thống kê được tổng số 30.000 tù binh bị thảm sát trong tổng số 100.000 lực lượng Trung Quốc. Hata lấy con số của Smythe về 12.000 dân thường bị giết, nhưng lưu ý rằng có lẽ chỉ có 8.000 nạn nhân thảm sát được xác nhận. Hata bác bỏ các ước tính số người chết, dao động lên đến hàng trăm nghìn, trên cơ sở, theo Smythe, dân số thường dân của Nam Kinh chỉ từ 200.000 đến 250.000. Từ 40.000 xác chết mà Hata tin rằng đã được chôn cất trong và xung quanh Nam Kinh, ông ước tính tổng số người chết vào khoảng 38.000 đến 42.000 tù binh và thường dân.[33]