1927年6月1日，南京国民党中央政治会议议决建立南京特别市，直隶于国民政府。是月6日公布《暂行条例》，设市长1人，参事若干人，下置财政、工务、公安、卫生、教育、土地、农工商等7局。翌年7月3日公布《特别市组织法》，改设秘书处及土地、社会、工务、公安、卫生、教育等7局。1930年6月改为行政院直辖市。

历任市长：

刘纪文（1927年5月任），广东东莞人，国民党元老，与胡汉民、古应芬等粤籍领袖关系密切，同时又与宋氏家族交好。

何民魂（1927年8月代；1927年11月复任），江苏松江（今属上海）人，他于1927年新桂系控制南京期间被推举为代理南京市长。

刘纪文（1928年7月复任）

魏道明（1930年4月任；1930年6月复任），江西德化人，蒋派技术型官僚，国民党司法改革的核心人物。

谷正伦（1932年1月代），贵州安顺人，国民党元老，因主导建立宪兵系统并长期担任宪兵司令，被称为“国民党宪兵之父”‌。

石瑛（1932年3月任），湖北阳新人，国民党元老，他在主政南京期间以清廉高效闻名，被舆论誉为“民国第一清官”、“现代包拯”。

马俊超（1935年3月任），广东台山人，国民党早期工人运动领袖，他以务实作风著称，三次主政南京期间推动市政现代化，被舆论视为国民党地方官员中的“实干派”‌。

1945年8月南京光复。1947年1月13日国民政府行政院公布南京市政府《组织规程》，置市长1人，参事2人，下设民政、财政、教育、社会、地政、卫生、工务等7局，以及秘书、人事、会计、统计等处。1949年3月23日南京解放。

历任市长：

沈怡（1946年11月任），浙江嘉兴人，著名水利专家，国民党技术官僚‌。他在南京市长任内推动战后城市重建，修复基础设施，并借助联合国善后救济总署支持改善民生，稳定社会秩序‌。但受政治环境制约，未能全面施展抱负‌。

滕杰（1948年12月任），江苏滨海人，黄埔军校第四期毕业生，复兴社十三太保之一。他在南京市长任内推动战后城市重建，恢复首都功能，但因任期短暂（仅5个月）且处于政权崩溃前夕，实际成效有限‌。