她受邀至南京的金陵女子文理学院任职，先后担任教育学系主任、教导主任和代理校长等职。
她深受学生爱戴，致力于推动中国女子教育的发展，坚信“教育是改变女性命运的关键”。她将自己的青春和热情完全奉献给了这片土地，中国也成为了她的第二故乡。
1937年12月，日军逼近南京，形势危急。当时，美国政府敦促所有侨民撤离，但魏特琳毅然选择留下。她在日记中写道：“我觉得我无法离开……我在金陵女子文理学院十八年的工作经验，似乎把我与这所学校、与中国人紧紧连在了一起。”
她在校园内创建了金陵女子文理学院难民所，这里后来成为南京大屠杀期间最重要的妇孺避难所，被誉为“南京城中的女难民的‘诺亚方舟’”。
在最恐怖的六个星期里，她以柔弱之躯，独自面对日军的刺刀和枪口，无数次地从日军手中救下即将被掳走的妇女和儿童。她的事迹包括但不限于：
她常常在校园门口拦截试图闯入的日本士兵，用身体挡住他们的去路。面对枪口和刺刀，她毫不退缩，厉声呵斥，要求他们离开。
最多时，仅金女大校园就收容了超过1万名妇女和儿童。她组织员工保障难民的基本生活，并努力维持着难民营的秩序和卫生。
她坚持每天写日记，详尽记录了日军的暴行、难民的状况以及她自己的心路历程。这些日记后来成为揭露南京大屠杀真相的第一手铁证，与《拉贝日记》同样珍贵。她在1937年12月16日的日记中写道：“我不知道这种状况还要持续多久，这简直是一场噩梦。”
长期的过度劳累和精神压力，加上亲眼目睹的暴行所带来的巨大心理创伤，彻底击垮了魏特琳的身心。1940年，她因健康严重恶化，被迫返回美国治疗。
然而，南京的经历如同梦魇般缠绕着她。她患上了严重的抑郁症，曾对朋友说：“我要是能在中国多拯救一个生命该多好。” 1941年5月14日，她在美国的家中关闭所有门窗，打开煤气开关，结束了自己的生命，年仅55岁。
在她的遗嘱中，她希望墓碑上只刻一行字——“金陵永生”。这三个字，凝聚了她对南京、对中国人民全部的爱与眷恋。
南京人民尊称她为“活菩萨”、“救难女神”。至今，在南京大屠杀遇难同胞纪念馆的“国际友人援华”展览中，她的照片和事迹占据着重要位置。
她的日记被整理出版为《魏特琳日记》，是研究南京大屠杀历史不可或缺的珍贵文献。
魏特琳代表了在人类极端黑暗时刻，所闪耀出的最耀眼的人性光辉——勇气、慈悲与无畏。她不仅拯救了上万条生命，更用生命守护了人类的良知。
