中國軍隊在晉北苦戰之時，淞滬這邊的戰事越打越大。
如何迅速結束針對中國的戰爭，始終是日軍大本營焦灼的問題。除了受制於戰爭資源、外交上的被動以及陸海軍之間在“大東亞戰略”上的分歧外，日軍大本營中的多數將領還有近乎一致的憂慮，那就是擔心蘇聯與日本之間很可能爆發戰爭。 ——“包括天皇的宮中方面也憂慮於蘇聯是否會聯合中國攻擊日本。”還在盧溝橋事變剛剛爆發時，天皇問詢參謀總長載仁親王：“萬一蘇聯發動（進攻）怎麼辦？”載仁親王的回答是“沒辦法”，天皇“非常不滿”。更加令人不解的是，從日軍大本營直至日本天皇，都將日蘇戰爭爆發的時間預想在一九三七年“晚秋或初冬時期”，即十一或十二月間。
沒有任何可靠的史據支持日本人的這一臆想。如果非要探究來由，只能是日本人的陰鬱心理所致：二十世紀初爆發的“日俄戰爭”，日本最終戰勝俄國，奪取了中國東北的所有權益，從此日俄兩國勢不兩立，一直延續至今，成為不可化解的世仇。在日本人看來，遠東乃至整個亞洲，包括中國在內，所有國家對日本“生存問題”的威脅都不可懼，甚至可以忽略不計，要向日本複仇的只有蘇聯。當前的日蘇關係可謂處於“最危險的時期”，而日軍在中國“出現戰線膠著狀態”，“將給予蘇聯對日攻勢的好時機”。日軍大本營希望在蘇聯尚未對日動手之前“迅速結束上海戰局”。
蘇聯人確實會對日本下手。
但令日本人預想不到的是：不但中日戰爭的結束將在遙遠的八年之後，且蘇聯對日下手的時間根本不是在中日之戰初期的一九三七年。
一九三七年八月，日軍在中國北方的攻勢，呈現出數路並進且所向披靡的態勢。而在位於中國南方長江入海口的上海，日軍攻勢的前景卻是一片撲朔迷離，持續的殘酷的局部戰仍集中在上海北部的羅店地區。
等待援軍的日軍不斷向中國守軍陣地發動攻擊，每一天攻擊的程序大致相同：天濛濛亮時，先是飛機對中國軍隊的陣地進行狂轟濫炸，之後，為海軍和陸軍地面砲兵指示目標的偵察氣球升了起來，高高地懸浮在中國守軍陣地的上空。地面砲兵轟擊後，步兵在坦克的掩護下開始衝擊。這種極具日軍特點的衝擊一波接一波，每一次沖擊都會引發近距離的肉搏戰。夜晚到來，中國守軍在日軍第二天將要經過的公路上埋設地雷、集束手榴彈和障礙物，加強陣地縱深配備，並派出部隊埋伏在公路兩側。天亮後，日軍的衝擊又開始了，中國守軍從側翼出擊，先打坦克，後與步兵拼刺刀。正是棉花成熟的季節，中國守軍隱蔽在棉花地裡，不易被日軍的偵察氣球發現。但是日軍的地面炮火密集猛烈，中國守軍無法預測其彈著點，守軍官兵因此會整連整排的傷亡。
位於羅店戰場前沿的中國軍隊第十四師，成為久攻不下的日軍持續進攻的目標，連續數天的作戰令官兵們極度緊張。 “每當下級團長營長叫頂不住時，或一部潰退下來”，師參謀長郭汝瑰都會急得“汗水順著鋼盔邊沿流下來，如同下雨一般”。中國守軍釆取的是一個團在正面頂，一個團為預備隊，如果日軍衝上陣地，就派一個營實施反擊的戰術。如此反复，部隊“傷亡很大”，往往是“一個團三次就衝光了”，反擊也不是每次都能得手。八十四團一營營長宋一中在日軍衝上陣地時率部反擊，沒有成功，一營僅剩的官兵退下來後，依照軍法要被綁起來槍斃。宋營長苦苦哀求說，反擊不成功是死，與日軍拼命也是死，與日軍拼死總比被槍斃好，要求帶領這些官兵再沖一次，結果這一次把日軍衝下去了。
第十四師實在頂不住的時候，郭汝瑰在掩蔽部裡給他的師長霍挨彰寫了一份遺囑：
我八千健兒已經犧牲殆盡，敵攻勢未衰，前途難卜。若陣地存在，我當生還晉見鈞座；如陣地失守，我就死在疆場，身膏野草。他日抗戰勝利，你作為名將，乘艦過吳淞口時，如有波濤如山，那就是我來見你了。我有兩支鋼筆，請給我兩個弟弟人各一支，手錶一隻留給妻子方學蘭作紀念。
前敵總指揮陳誠這樣告誡前沿士兵：
敵人使用輕重機槍，都用“啪啪啪”，“啪啪啪”三發的點放來考驗我們，意思是問你“怕不怕”。我應還以兩發的點放，表示“不怕”“不怕”，敵人聽到後就不敢進攻。如果我連續不斷地“啪啪啪啪”亂放，就等於說“怕怕怕怕”，敵人知道我們是新兵，無作戰經驗，待我子彈放光後，就猛烈進攻。
持續的膠著戰，令訓練有素的中央軍嫡系胡宗南部也傷亡慘重。胡宗南的第一軍，轄李鐵軍的第一師和李文的第七十八師，每師兩個旅，每旅兩個團。第一軍接到開赴淞滬戰場的作戰命令，是火速增援寶山方向的周黽的第六師。可是，當胡宗南的部隊趕到時，寶山已經失守，第六師的殘兵正在潰退。第一軍即刻補上去佔領陣地，第二天日軍就反撲上來了。拂曉，偵察氣球升空後，火砲瞄準猛烈轟擊，然後是步兵蜂擁而至。第一軍的陣地狹窄，沒有既設工事可以利用，在日軍猛烈火砲的打擊下，在不斷發生的陣地肉搏戰中，第一軍的兩個師傷亡十分驚人。第一旅旅長劉超寰與一團團長王應尊負傷，二團團長楊杰和四團團長李友梅陣亡。第一師營長以下官兵傷亡百分之八十以上，全師的連長除通訊連連長外全部都因傷亡而換人。而第七十八師全師的營長僅剩下一人。第一軍開赴前線時，臨時加強了一個團，是從徐源泉的第十軍調來的，這個團也很快傷亡了多半官兵。寶山地區前線的戰壕里，滿是陣亡者的屍體，運不下去，官兵們只能重新挖戰壕，他們說：“如果我們犧牲了，這就是自己的墳墓。”第一軍軍長胡宗南表現出驚人的堅定，即使部隊的傷亡數字不斷報來，他依舊對必須堅守和必須反擊毫不動搖，大有將第一軍全都打光也不退卻半步的架勢。胡宗南的決心和意志令第一軍官兵“士氣旺盛，作戰頑強，對敵人寸土必爭，每屋苦戰”，始終沒有丟失一塊陣地。而且，與所有部隊不一樣的是，胡宗南從來不叫苦也不要求增援。第一軍苦戰七天后，戰區副司令長官顧祝同知道了，在電話裡表示當晚換防，胡才說再不換防“明天我也要拿槍上火線頂缺了”。第一軍因傷亡太大被撤換下來到後方整補。
九月，上海方向的戰事依舊沒有發生轉變的端倪。
東京日軍大本營的焦灼日趨嚴重，將領們還是擔心蘇聯可能趁中國戰事陷入僵持之機，突然從北面打下來，佔領中國東北地區，乃至直接攻擊日本本土。日軍大本營不但制訂了對蘇作戰計劃，並且還這樣算了一筆賬：如果按照現在投入中國戰場的兵力，華北八個師團，上海五個師團，還有中央控制的一個師團以及國內控制的預備作戰三個師團，如想應對蘇聯陳兵於西伯利亞地區的兵力，足足少了十個師團。一旦蘇聯真動手了，日本在中國就只能採取守勢，因為至少要從中國戰場抽出去七個師團才能與蘇聯作戰，否則局面不堪設想。對蘇作戰計劃呈給天皇並獲得批准。於是，對於日軍大本營來說，目前最迫切的問題是：必須迅速讓中國屈服，儘早結束對中國的作戰，時間最好是在本年十月底前。
日軍《作戰計劃大綱》：
一、制定計劃的基礎
本計劃制定的基礎是，在對華作戰期間要能夠隨時根據對俄年度作戰計劃進行作戰，特別是進行第一期作戰。
二、對華作戰方針
（一）大致以十月上旬為期，在華北與上海兩方面發動攻勢，務必給予重大打擊，造成使敵人屈服的形勢。
（二）以上作戰不能達到目的時，即使當時的形勢有所變化，也要停止陸上兵力的積極作戰，以各種其他辦法挫傷敵人的持久作戰的意志，同時節約直接對華作戰的兵力，將必要的部隊調到滿洲及華北待機，整頓對俄作戰的準備，以備戰爭長期化。
上述積極作戰與持久作戰，預定以十月底為界限。
三、兵力的區分、使用及任務
（一）對華決戰的時機
華北方面
以華北方面軍（以八個師團為基幹）擊敗河北省中部之敵，依據情況方面軍的兵力可為九個師團。
上海方面
以上海派遣軍（以五個師團為基幹）擊敗上海周圍之敵。
（二）對華持久作戰時機
華北方面
以一個軍（大概以四個師團為基幹）確保平津地方及察哈爾省東部，並謀求其安定。
上海方面
以一個軍（大概以三個師團為基幹）確保上海周圍重要陣地，切斷上海、南京間的聯繫，並謀求佔領地區的安定。
四、對華持久作戰時期
撥充對俄作戰的兵力，預定為十九個師團。日俄開戰時，預定初期兵力區分為：關東軍司令官屬下四個軍（以十五個師團為基幹）及直轄四個師團，另外大本營直轄的四個師團。
從以上作戰計劃看，日軍大本營急切地希求中國能在日軍猛烈的攻擊下迅速屈服。然而，中國軍隊的抵抗出乎預料地頑強，眼見到了一九三七年九月，戰爭絲毫沒有將要結束的跡象。九月十一日，日軍參謀本部向第九師團、第十三師團、第一〇—師團以及第三飛行團司令部等部隊下達了向上海增兵的命令。
日軍上海派遣軍戰鬥序列是：
司令官松井石根大將。
參謀長飯沼守少將。
第三師團，師團長藤田進中將，參謀長田尻利雄大佐。轄步兵第五旅團（轄步兵第六、第六十八聯隊），步兵第二十九旅團（轄步兵第十八、第三十四聯隊），騎兵第三聯隊，野砲兵第三聯隊，工兵第三聯隊，稱重兵第三聯隊，師團通信隊和衛生隊等。
第十一師團，師團長山室宗武中將，參謀長片村四八大佐。轄步兵第十旅團（轄步兵第十二、第二十二聯隊），步兵第二十二旅團（轄步兵第四十三、第四十四聯隊），騎兵第十一聯隊，山砲兵第十一聯隊，工兵第十一聯隊，輜重兵第十一聯隊，師團通信隊和衛生隊等。
第九師團，師團長吉住良輔中將，參謀長中川廣大佐。轄步兵第六旅團（轄步兵第七、第三十五聯隊），步兵第十八旅團（轄步兵第十九、第三十六聯隊），騎兵第九聯隊，山砲兵第九聯隊，工兵第九聯隊，輜重兵第九聯隊，師團通信隊和衛生隊等。
第十三師團，師團長荻洲立兵中將，參謀長田勇三郎大佐。轄步兵第一〇三旅團（轄步兵第一〇四、第六十五聯隊），步兵第二十六旅團（轄步兵一一六、第五十八聯隊），騎兵第十七大隊，山砲兵第十九聯隊，工兵第十三聯隊，輜重兵第十三聯隊，師團通信隊和衛生隊等。
第一〇一師團，師團長伊東政喜中將，參謀長西山福太郎大佐。轄步兵第一〇一旅團（轄步兵第一〇一、第一四九聯隊），步兵第一〇二旅團（轄步兵第一〇三、第一五七聯隊），騎兵第一〇—大隊，野砲兵第一〇一聯隊，工兵第一〇一聯隊，輜重兵第一〇—聯隊，師團通信隊和衛生隊等。
至此，日軍投入淞滬戰場的兵力已達五個師團，二十萬人以上。
經過近兩個月的作戰，中國方面的兵力投入持續不斷，至一九三七年十月，淞滬戰場上中國軍隊的戰鬥序列是（調至後方整補和尚未參加戰鬥部隊未列入）：
第三戰區，司令長官蔣介石（兼），副司令長官顧祝同，前敵總指揮陳誠。
右翼作戰軍，總司令張發奎。
第八集團軍，總司令張發奎（兼）。下轄：
第二十八軍，軍長陶廣。轄第六十二師，師長陶柳；第六十三師，師長陳光中；第五十五師，師長李松山；獨立第四十五旅，旅長張鑾基；砲兵第二旅，旅長蔡忠笏。
第十集團軍，總司令劉建緒。下轄：
第四十五師，師長戴明權；第五十二師，師長盧興榮；第一二六師，師長顧家齊；暫編第十一旅，旅長周變卿；暫編第十二旅，旅長李國鈞；暫編第十三旅，旅長楊永清；獨立第三十七旅，旅長陳德法。
寧波防守司令部，司令王南。
中央作戰軍，總司令朱紹良。
第九集團軍，總司令朱紹良（兼）。下轄：
第七十二軍，軍長孫元良。轄第八十八師，師長孫元良（兼）；上海保安總團，總團長吉章簡。
第七十八軍，軍長宋希濂。轄第三十六師，師長宋希濂（兼）。
第七十一軍，軍長王敬久。轄第八十七師，師長王敬久（兼）。
第八軍，軍長黃杰。轄第六十一師，師長鐘松；第三十一師，師長李玉堂；第十八師，師長朱耀華；稅警總團，團長黃杰（兼）；淞滬警備司令部，司令楊虎。
第二十一集團軍，總司令廖磊。下轄：
第一軍，軍長胡宗南。轄第一師，師長李鐵軍；第三十二師，師長王修身；第七十八師，師長李文。
第四十八軍，軍長韋雲淞。轄第一七三師，師長賀維珍；第一七四師，師長王贊斌；第一七六師，師長區壽年；第十九師，師長李覺；第二十六師，師長劉雨卿；第一三五師，師長蘇祖馨。
左翼作戰軍，總司令陳誠（兼）。
第十九集團軍，總司令薛岳。下轄：
第六十九軍，軍長阮肇昌。轄第五十七師，師長阮肇昌（兼）。
第二十五軍，軍長萬耀煌（兼）。轄第十三師，師長萬耀煌（兼）。
第二軍，軍長李延年。轄第九師，師長李延年（兼）。
第六十六軍，軍長葉肇。轄第一五九師，師長譚邃；第一六〇師，師長葉肇（兼）；教導旅一個團。
第二十軍，軍長楊森。轄第一三三師，師長楊漢域；第一三四師，師長楊漢忠。
第十五集團軍，總司令羅卓英。下轄：
第四十四師，師長陳永；第六十師，師長陳沛；第十六師，師長彭松齡。
第七十四軍，軍長俞濟時（兼）。轄第五十一師，師長王耀武；第五十八師，師長俞濟時（兼）；獨立第三十四旅，旅長羅啟疆。
第三十九軍，軍長劉和鼎。轄第五十六師，師長劉尚志。
第十八軍，軍長羅卓英（兼）。轄第十一師，師長彭善；第六十七師，師長黃維；第九十師，師長歐震；第七十七師，師長羅霖。
江蘇保安第四團、砲兵第十六團及高射砲兩個連。
江防，總司令劉興。轄第一〇二師，師長柏輝章；第一〇三師，師長何知重；第一一一師，師長常恩多；第一一二師，師長霍守義；第五十三師，師長李韞珩；江陰要塞，司令邵百昌等。
第十一軍團，軍團長上官雲相。轄第三十三師，師長馮興賢；第四十師，師長劉培緒；第七十六師，師長王凌雲；太湖警備指揮部。
砲兵，指揮官劉翰東。轄砲兵四團、砲兵三團一個營、砲兵十團一個營以及炮校練習營。
以上中國軍隊，除了蔣介石中央軍係部隊陳誠、胡宗南等部外，夾雜了薛岳、余漢謀的粵軍，何鍵的湘軍，李宗仁、白崇禧的桂軍，楊森的川軍以及東北軍、西北軍、豫軍、浙軍、閩軍、黔軍、鄂軍，還有收編的北洋軍等部。中國各路軍事力量的聚集，使得淞滬戰場上中國軍隊總兵力達七十餘萬人。
狹窄的戰場上，雙方合計總兵力已達百萬之多。
而如果不計兵力，僅從戰鬥力對比看，雙方在這一地區基本上處於平衡態勢。因此，日軍增援部隊尚未抵達之時，戰場上呈現出令人焦灼的僵持態勢。
九月二十二日前後，增援的日軍陸續抵達戰場。
交戰雙方在上海地區的新一輪慘烈廝殺開始了。
日軍第一〇一師團先遣隊抵達後立即投入戰鬥。此刻，中國軍隊也於戰場一線增加了九個師的兵力。戰鬥依舊糾纏於上海北部的羅店、寶山和月浦一線。這個方向的中國守軍，第九十八師和第十四師，兵員傷亡的承受能力已經達到極限。第九十八師全師傷亡近五千人，團長傷一人亡一人，陣亡的營以下軍官達兩百多人。由於傷亡過大，部隊原的補充了三次，補上來的都是從後方部隊臨時抽調的官兵，但也基本上是剛上去就負傷了，以至於被送到野戰醫院後，傷員都說不清自己部隊的番號。第十四師第四十二旅八千多人，激戰六天后，只剩下了兩千多人，且多數是傷員和後勤人員。也就是說，中國軍隊位於戰場前沿的一個旅，需要以平均每天傷亡一千多人的代價戰鬥。
九月，日軍在上海戰事中傷亡也達一萬二千三百三十四人。
上海派遣軍司令官松井石根的計劃是：以新增援的台灣步兵旅團協助第十一師團，先把防守羅店的中國軍隊趕到羅店西南側；第三師團在增援而來的第一〇一師團先頭部隊的協助下，對劉家行、顧家宅一線的中國守軍發動猛烈進攻。
儘管中國守軍頑強死守，但因為相比日軍武器甚為簡陋，在兵力越來越多的日軍的猛烈攻擊下，中國守軍的一線陣地不斷被突破。三十日，日軍一部突進中國軍隊第六十七師陣地，該師一個連的官兵與日軍血拼一晝夜，最後僅有兩人生還。第七十七師的萬橋陣地也被突破，第五十七師實施反擊曾一度奪回，但陣地還沒鞏固便被日軍再次攻占。堅守陣地的一個排的官兵全部陣亡，排長王心齊在與日軍肉搏中腹部受傷，最後用手榴彈與日軍同歸於盡。這天傍晚，日軍第十一師團由羅店向西、向南推進了三公里，第三師團從吳淞向西、向南推進到顧家宅附近。
十月一日，由日本內閣總理大臣近衛文麿、陸軍大臣杉山元、海軍大臣米內光政和外務大臣廣田弘毅召開的四相會議在東京舉行，會議提出了《處理中國事變綱要》。 《綱要》出於這樣一種設想：“華北及華中的戰局要擴大，而且因為眼看戰局要曠日持久，所以設想通過十月攻勢的戰果找到結束戰爭的機會，與南京政府和平解決。”——日本政府出於對蘇聯出兵的嚴重戒備，還是想“迅速結束”對中國耗費重兵的作戰。至於如何“結束”，內閣的一致意見是：軍事上以擴大戰爭規模的手段“使中國迅速喪失戰鬥意志”。
問題是：中國是否能夠“迅速喪失戰鬥意志”？
位於上海前線的日軍將領們認為，東京大本營對中國軍隊的認識與他們遭遇的現實之間存在著巨大差距：
上海作戰關於中國軍之抗戰意志，與步兵之戰鬥力，一反三宅板（日本陸軍省和軍部都位於東京三宅板）以往之判斷，其主要原因，為抗戰意志堅定。中國軍之步兵，遂在日軍無情之砲擊下，決不由陣地後退。中國步兵戰術之要求為近接日軍步兵戰線，一旦接近日軍步兵戰線後，則可避免日軍之陸、海、空綜合火力，捨身進入死地，死裡求生，可謂彼等之步兵戰術。中國軍之狙擊，尤為彼等之特技，日軍軍官常為此等狙擊之好目標。
置身於中國戰場的日軍將領，並不認為中國會“迅速喪失戰鬥意志”。因此，他們主張必須對中國施加更加強大的政治和軍事壓力：“由於在華北及上海方面的十月攻勢，南京的國民政府大概會有深刻的戰敗感，但是，這種戰敗感是否達到了挫傷抗戰意志的程度，還有相當大的疑問”。因此，必須在“有重要意義的地方進行大規模作戰，使中國政府和人民徹底感到戰敗了。這樣還不足以使其放棄抗戰的話，即在華北建立獨立政權，加強此獨立政權，實行政治上的變革；另一方面空軍攻擊、海上封鎖相輔進行，切斷南京政權的糧道和財源，削弱其進行戰爭的能力，迫使其求和”。 ——在華作戰的日軍將領與東京日軍大本營在對侵華戰爭認識上的分歧，幾乎貫穿於整個中日戰爭期間，對戰爭進程的演變產生了巨大影響。
十月一日，日軍第一〇一師團、第九師團和第十三師團主力先後抵達上海戰場。松井石根決定採取集中兵力實施中間突破的戰法，以羅店、大場公路為軸線，“主力從左邊迴旋到南面”，另一路主力從右面向南，“對大場鎮附近進行攻擊”，以突破大場陣地“進入蘇州河一線”，完成對中國守軍的迂迴包圍。
日軍每一天都有增援部隊抵達戰場，中國守軍位於大場前沿的劉家行、萬橋等陣地相繼失守。十月一日這天，顧祝同下令第一線部隊撤退。敵前撤退是萬分危險的，各部隊在日軍猛烈攻擊下互相掩護，傷亡還是到了令人難以置信的程度。在前沿已經全線撤退的情況下，第十師六十二團一連據守東林寺據點，在僅剩排長胡玉政和五名士兵的情況下，誓死不退，與不斷突入據點的日軍展開肉搏戰，用鐵鍁和刺刀殺死日軍中隊長宿田信義後，全體殉國。
從白茆河口登陸的日軍，沿著滬太公路（北起江蘇太倉南至上海閘北）南下，開始攻擊蘊藻浜。在日軍強大火力的襲擊下，中國守軍的線陣地被完全摧毀，不斷有部隊因傷亡殆盡而需要新的部隊頂替。在日軍主攻的黑大黃宅方向，布防的是中國軍隊第八師。該師是由北伐戰爭初期的湘軍部隊改編而來。奉命從陝西鳳翔開赴上海前線後，被編在胡宗南的第一軍作戰序列裡，但該部並不屬於中央軍嫡係部隊。師長陶峙岳對此滿腹牢騷：“雖然長期受著蔣介石指揮，卻老是遭到排斥和歧視，除發給僅夠維持官兵生活的薪餉外，從來不補充武器裝備，任其自生自滅一般。這支部隊開到上海戰場時，使用的還是二十年代的漢陽槍以及各色雜牌槍支，根本沒有重武器。這樣一支劣勢裝備的部隊，要與擁有海軍優勢、裝備精良、訓練有素的敵軍交鋒，其困難是可想而知的。”“雜牌部隊”第八師，在陶師長“死守”的命令下，在前沿頂了二十天，讓日軍付出了很大代價，直到該師傷亡殆盡，黑大黃宅陣地才被日軍突破。 ——中國軍隊第八師從戰場上全部撤下來時，幾千人的部隊僅剩下七百多人。
由於中國軍隊頑強抵抗，日軍推進得十分困難，只能採取挖掘戰壕的方式一米一米地向前，而近距離的短兵相接使得戰場情勢更加殘酷。日軍第九師團先頭部隊突破黑大黃宅後，強渡蘊藻浜，在南岸建立起長約一公里的灘頭陣地，不但使中國守軍側背受到威脅，而且日軍的攻擊目標已經直指大場。
大場在上海的正北，一旦失守，日軍便可以截斷閘北、江灣、廟行一線中國守軍的後路，鋒尖直抵蘇州河。因此，大場陣地的穩固，關係到上海和數十萬中國軍隊的命運。第三戰區司令長官部將剛剛抵達的第十一集團軍投入了戰場。前敵總指揮陳誠在重新調整各部隊的作戰區域和戰場劃分後，下達了撲滅蘊藻浜南岸之敵並鞏固整體防禦線的命令。該命令準確地把兵力集中在了日軍攻擊的左翼。
十一日，日軍主力開始在南岸橋頭堡的掩護下，強渡蘊藻浜。為了堵住黑大黃宅的陣地缺口，阻止日軍渡過蘊藻浜，緩和整個戰線出現的危局，陳誠把在崑山增補的第一軍和黃杰的稅警總團這兩支強硬的中央軍嫡係部隊再次投入了戰場。剛剛補充完畢的第一軍上來之後，沒堅持幾天，全軍再次傷亡達百分之八十。與前一階段不同的是，團以上指揮官陣亡人數減少，但營長以下的軍官所剩無幾。只是，中國軍隊也讓當面的日軍第一〇一師團付出了慘重代價。十一日那天，第一〇—聯隊聯隊長加納治雄大佐剛舉起指揮刀站起來，就被中國守軍打倒了——他在陣地前的大喊大叫引起了中國官兵的注意，那個瞬間射向他的步槍子彈雨點般密集。加納治雄，東京人，武士家族出身，曾任關東軍第一師團特務機關長，一個多月前才被抽調到上海戰場任現職。
由於日軍頑強猛烈的攻擊，陳誠又從中央作戰軍那裡調來李覺的第十九師、劉雨卿的第二十六師以及左翼軍川軍楊森部。中國陸軍第十九師，是湖南軍閥何鍵的基本部隊，曾屬於國民革命軍第八軍，是當年首先攻占漢陽的北伐軍部隊之一。與所有的地方軍閥部隊一樣，他們備受中央軍的歧視：武器裝備落後，每連只有輕機槍六挺，重機槍還是漢陽兵工廠造的老式三十節式，步槍除了口徑七點九毫米的外，漢陽造、湖南民生工廠自產的步槍等等混雜在一起，常常是打幾槍就發生故障，所有樣式的槍支都缺少零件。部隊開往上海的途中也是備受艱辛，火車白天怕轟炸不敢開，晚上因為鐵路被補給列車、傷員列車佔滿，他們的列車只能走走停停，官兵們擠在車廂裡疲憊不堪。接近上海以北陣地的時候，第十九師開始步行。湖南人到了這裡不熟悉路，常常走錯，加上道路泥濘，官兵們叫苦不迭。滿腹牢騷中，突然一輛汽車開過來，司機熱情地請他們上車。這位司機竟然是個年僅十八九歲的少女，一問才知是上海童子軍的志願者上前線來接傷員的。一個小姑娘竟然冒死上前線，這些湖南人感動得不知如何是好，紛紛表示既然上來了就要奮勇殺敵。 ——“官兵們伏臥在棉田裡，遭受敵機轟炸不能還擊，又受中央軍輕視”，“內心忿忿不平，大都懷著'及鋒而試'的思想，讓戰功來改變友軍的輕視態度”！十九師一上來就伏擊了一股日軍，居然把敵人追到了蘊藻浜，迫使日軍乘坐橡皮艇逃了回去。可是接下來的戰鬥中，僅憑手榴彈無法有效地殺傷日軍，第十九師自身的傷亡開始加大。該師一一三團在防守郭家牌樓陣地時，連同團長秦慶武在內，全團幾乎全部傷亡。湘軍不服氣，增補上來的是何鍵的看家部隊湖南保安團，這群倔強的湖南人在前沿陣地上苦撐了十幾天。
中國陸軍第二十軍是川軍。川軍上戰場前，軍長楊森曾向部隊訓話：“我們過去打內戰，對不起國家民族，是極其恥辱的。今天的抗日戰爭是保土為國，流血犧牲，這是我們軍人應盡的天職。我們川軍決不能辜負人民的期望，要灑盡熱血為國爭光！”川軍士氣旺盛，進入戰場後紛紛給家裡寫遺囑。第一三二師七九七團團長陳親民也寫了，並且收到了妻子的回信：“接到你的信，悲感交集，大家以為你已經為國犧牲，當即為你化帛默唁。努力殺敵吧！”第二十軍初到戰場，蔣介石對這支川軍很不放心，於是分散使用，讓其接受原陣地軍官的指揮。當時，第三十二師快頂不住了，師長王修身命令剛上來的川軍第四〇二旅旅長楊乾才反擊，楊旅長把任務交給了八〇四團團長向文彬。向文彬的團實際上只有兩個營，另一個營是手槍營，專門負責軍部警衛不能直接參戰。向團長是條漢子，利用夜色的掩護率部猛打猛衝。川人鬥狠，日軍潰散，白天丟失的陣地被奪了回來。而向團長的團一仗打下來，營長只剩下一人，連長非死即傷，排長剩下四名，士兵剩下一百二十多人。僅剩下的那名營長，把沒有負傷的官兵編成了一個連，依舊堅守著奪回的陣地。蔣介石獲悉川軍的表現後，電話一直打到前線，命令向文彬團長晉升為少將，並給獎金六千元。不久後，蘊藻浜陣地再次危急，川軍又一次猛烈反擊，把當面日軍打了回去。但堅守陣地的部隊傷亡太大，團長李介立接到了撤下去的命令，由廣西的桂軍奉命上來接替他們。日軍趁機反擊，李團長決定先把日軍打下去再移交陣地。反擊中，這個團又出現巨大傷亡，士兵僅剩下四十多人，李團長本人也負傷，交接陣地後被送往蘇州的後方醫院治療。國民政府軍事委員會決定：“授予李介立陸海空軍甲種一等勳章，升為少將。”
日軍將二線部隊第十三師團投入了一線作戰。
陰雨連綿，這是考驗雙方戰鬥意志的時刻。
蜷縮在戰壕里的中國守軍沒有空軍的支援。此時的中國空軍已經傷亡殆盡，基本喪失了作戰能力。而日軍的飛機在沒有任何空中對手的情況下極其瘋狂。日本海軍第三艦隊和上海派遣軍制訂了協助陸軍作戰的協定。原來用於華北戰場的轟炸機和戰鬥機也轉場到了上海方向，不但直接支援陸軍的地面作戰，而且還開始大規模地轟炸南京。僅存的為數不多的中國空軍勇敢地升空與日機搏鬥，但損失之後難以補充，導致飛機的數量銳減。而中國海軍在日機的轟炸下完全陷於被動，僅剩的幾艘軍艦皆因負傷而喪失戰鬥力。 ——“毋庸諱言，國軍無論在裝備、訓練、後勤各方面都距現代化甚遠。”中國軍隊第八十八師師長孫元良回憶道，“記得有一支隊伍從老遠開到江灣火線後面，他們擠住在幾個鄉村里，點火做飯，炊煙四起，空場上曬滿了換洗的衣服，隨風飄舞。於是引來敵機，敵機飛得差不多觸著房頂，機槍亂射，炸彈亂擲。這麼一來，這支還未上過火線的部隊又要調回後方去補充整訓了。還有另一支在內戰中素以精悍善戰著名的友軍，在敵軍幾個鐘頭的火力攻擊下，被轟得七零八落。他們根本沒有看見過敵人的面孔，也被調下火線了。”
堅守蘊藻浜前沿的中國軍隊第八軍，由原財政部稅警團改編而來，是國民政府財政部部長宋子文一手創建的，武器從美國購置，排以上軍官大多是留美學生，因此戰鬥力遠比當時普通的中國陸軍師強。只是，由於中國軍隊嚴重缺乏砲兵，官兵們在充滿積水的戰壕里忍受著日軍的砲火，身下泥水齊腰，頭上彈片橫飛，整個前沿陣地猶如人間地獄。中國陸軍由於武器簡陋，戰鬥到最後往往只能靠肉搏。但即便是肉搏，中正式步槍的刺刀也比日軍三八式步槍的刺刀短了足足十厘米。日軍遠離本土，尚未發生難以維持作戰的供給困難；在本土作戰的中國軍隊，一線部隊卻會發生吃不上飯的困難。第十八軍軍長羅卓英甚至說，前線的中國官兵有餓死的，“因為飯送不上去，士兵身上又沒有帶乾糧。幾天幾夜沒有飯吃，不餓死還等什麼”？不間斷的白刃戰，極度緊繃的神經，無法克制的飢餓，負傷後難以及時後送，大量浸泡在泥水中的屍體開始腐爛。 ——殘酷的上海戰場，被中國軍方稱為“一寸山河一寸血”，被日本軍方稱為“血肉磨坊”。歷史的事實是：在上海戰事中，中國軍隊有丟失陣地的，有貽誤戰機的，有由於種種原因抗命的，甚至有個別貪生怕死的，但就抗擊日本侵略者而言，沒有妥協和屈服的，從官到兵都沒有！
上海周邊的戰鬥異常殘酷，但市區內外國人居住的租界裡卻是另外一番景象。中國陸軍第十六師的一名司務長，帶著幾名炊事兵從前線進入上海市區想弄點食品：
走進租界邊上，見到街頭巷尾都有沙包和鐵絲網構築的工事，外國水兵持槍守衛，外豎一木牌，寫著“華軍禁止入內”，我們見到很氣憤。又見附近空地上鋪著一丈多寬的英、法國旗，為的是讓日機不要轟炸租界區。市區商店照常營業，茶樓酒館，生意興隆，娛樂場所，鑼鼓喧天，與市外炮聲隆隆、血肉橫飛、殺聲震天的情況，形成兩個天地。
日軍緩慢但頑強地向前推進，前鋒已進至蘊藻浜以南五公里處。如果戰線再次崩潰，日軍便可直抵大場，中國守軍將面臨退路斷絕的危局。中國軍隊所能承受的極限，也是日軍必須同時承受的，在這種膠著狀態下，誰能夠拼盡最後的氣力，誰就可能佔據主動。中國第三戰區決定對日軍發動大規模的反擊作戰。這一計劃得到了副參謀總長白崇禧的支持，並決定反擊作戰主力由新近投入戰場的桂軍第四十八軍擔任。白崇禧“力主反攻”，認為“桂軍英勇善戰”，所以“親來前方指揮，適國際聯盟開會在即，蔣介石也想打一勝仗，顯示中國軍隊力量”。此時中央軍嫡係部隊“均已殘破不堪”，因此反攻之戰只有“借重桂軍”。
十月十八日晚九時，中國軍隊反擊作戰命令下達：
一、敵軍主力仍繼續向我蘊藻浜南岸陣地攻擊。
二、本戰區以擊破蘊藻浜南岸敵軍之目的，決由蘊藻浜兩側地區轉移攻勢。
三、中央作戰軍應以八個團編成攻擊軍，由談家頭、陳家行之線攻擊前進，保持重點於左翼。第一攻擊目標橋亭宅、頓悟寺之線；第二攻擊目標趙家角、西六房之線。
左翼作戰軍應以四個團編成攻擊軍，由廣福、新陸宅之線攻擊前進，保持重點於右翼。第一攻擊目標彭宅，第二攻擊目標陸橋。
四、其他正面各師，除守備陣地外，應編成四個突擊隊，向敵陣地要點出擊，冊應攻擊軍之戰鬥，並調整陣線，加強工事。
五、砲兵隊火力運用，以火力支援攻擊軍之戰鬥。
六、各攻擊軍應迅速偵察敵陣地狀態、地形及前進道路，並蒐集通過小河川之架橋材料，於二十一日薄暮前完成一切攻擊準備。
各集團軍接到命令後立即開始部署：
第二十一集團軍總司令廖磊以第四十八軍第一七四師為第一攻擊軍的一線師，第一七三師為二線師，均歸第四十八軍軍長韋雲淞指揮；第十九集團軍總司令薛岳以第六十六軍第一六〇、第一五九師各一部組成第二攻擊軍，由旅長鄧志才指揮；第十五集團軍總司令羅卓英以第九十八師第二九二旅為第三攻擊軍，由該旅旅長指揮。第一線其他各師各自編成突擊隊。
此次大規模反擊作戰的主力突擊部隊，是位於一線的桂軍。
李宗仁和白崇禧的桂軍，是中國各路地方部隊中最具戰鬥力的。桂軍的兵員來自廣西特有的徵兵制，實行的是“寓兵於團”的政策，廣西受過訓練的壯丁達一百多萬人。桂軍除了火砲弱些之外，每年都向德國訂購新式步槍一萬支，甚至還有先進的自動步槍；每團約一千五百人，都是久經訓練並打過仗的老兵。桂軍北上抗日的部隊，先後編成了三個集團軍，即李品仙的第十一集團軍、廖磊的第二十一集團軍和夏威的第十六集團軍。抵達淞滬戰場的，首先是第二十一集團軍韋雲淞的第四十八軍，下轄第一七三、第一七四、第一七六師；十月上旬，周祖晃的第七軍抵達上海，下轄第一七〇、第一七一、第一七二師。廣西人性格剽悍，桂軍以死拼聞名，其擅長山的作戰的特點人人皆知。
但是，上海戰場遍布稻田、港汊和小河，沒有山，連丘陵都沒有。
二十一日晚七時，中國守軍的火砲按照反攻計劃全面轟擊，大規模的反擊作戰開始了。之前，第二十一集團軍總司令廖磊曾對這些廣西兵說：“你們生在這個範圍裡，死也在這個範圍裡，若無命令，有敢擅自脫離陣地的，無論任何官兵，只有拿頭來見我！”在第四十八軍的突擊方向，陳家行、頓悟寺、桃園浜一線是日軍第十三、第九師團的主攻地段。因此，反擊作戰一開始，中國軍隊的進攻就遭到了日軍猛烈的砲火攔截。第四十八軍火砲數量有限，且多數是射程不遠的山炮，自進入上海戰場以來，桂軍才知這些山炮在密布河汊的地形裡根本用不上，隨著部隊的調動在戰場上拖來拖去反而成了累贅，只好把這些沒用的東西運回廣西去。日軍炮火之猛超乎了桂軍的想像，第一七三師師長賀維珍與幾名旅長剛剛從指揮部出來，砲彈就呼嘯著飛過來了，一名旅長當場陣亡，另一名旅長跑向自己的砲兵陣地，試圖指揮壓制日軍火力，結果也被日軍的砲彈炸死。桂軍官兵多出身於廣西民團，剽悍有餘，打仗兇猛，但卻毫無現代作戰的經驗。官兵們在日軍的火力攔截下傷亡慘重，他們把原因歸結在自己的軍裝上：“在上海戰場上的我軍，皆戴布帽和著灰色軍裝，唯桂軍戴鋼盔，著黃色軍裝，目標特別顯著。”掩護第四十八軍反擊的砲兵釋放了煙霧彈，可是對風向的判斷出了錯，煙霧迎面向中國軍隊飄來，出擊的部隊什麼也看不見，日軍卻把中國軍隊的出擊意圖看明白了。
桂軍第七軍雖然沒有參加反擊，但負責防禦時也傷亡慘重。日軍出動坦克向第一七〇師陣地實施衝擊，第五〇八旅一〇一六團二營營長王有清陣亡，全營動搖，三營奉命增援時被日軍火力攔截。二營陣地的丟失令團長謝志恆很惱怒：“羅旅長對今天戰鬥很不滿，他說我們第七軍在國內外素有鋼軍聲譽，守個陣地不到兩天就失了，成什麼樣子！今晚如不把第二營陣地奪回來，從炊事兵到團長都要殺光！”此時，一〇一六團三個營中的十二個連長已經傷亡九人。三營長負責收復陣地，命令任何人“不准畏縮不前，違者軍法從事”。兩個營僅剩的一百六十多名官兵只能決死戰鬥了，沖在最前面的是二連連長藍中民：
天差不多快亮了，不能再猶豫不決，我即發出衝鋒的口令，撼天動地衝上敵陣，投擲手榴彈，用刺刀與敵人搏鬥。衝到戰壤時，碰上一個敵隊長，他用左輪手槍向我射擊，子彈由我左耳朵邊飛過，我的手槍同時發射，子彈從他小腹穿過，他倒地了。我的士兵在他身旁拾得左輪手槍一支，戰刀一把，又從他身上搜到未婚妻及他妹妹相片、手錶等東西。敵人經過我軍這樣猛攻衝殺，天亮時，狼狽逃竄。我們即用火力追擊，奪回第二營陣地……在戰壕外，見敵我陣亡官兵屍首混在一起，血流遍地。我王營長（有清）屍體，胸部受刺多處，慘烈之狀，目不忍睹，淚水不禁奪眶而出。
但是，局部的血拼不足以挽救反擊全局。
與第二十一集團軍同時發起反擊的其他各路部隊，都因缺乏足夠的兵力以及必要的火力支援未能達到作戰命令所規定的攻擊線。第二天凌晨，中國軍隊的反擊作戰顯現出敗勢。
日軍立即發動了反擊。
中國軍隊參加反擊作戰的各部在日軍的攻擊下開始後撤。
為堵塞戰線裂開的缺口，陳誠調動預備部隊補缺，但依舊不能持續支撐。二十四日，中國軍隊逐次撤退至大場一線。第二天，追擊而來的日軍猛烈圍攻大場。大場及外圍陣地由湘軍朱耀華的第十八師和舊西北軍馮興賢的第三十三師防守。這兩個師剛剛抵達戰場，開赴前沿後連簡易的野戰工事都沒來得及構築，日軍便分兩路突入，第三十三師不戰而潰，第十八師鏖戰竟日，身陷重圍，援軍不至，大場最終陷落，朱師長羞憤自殺。 ——朱耀華，湖南長沙人，早年入湘軍，參加過辛亥武昌起義，歷任排、連、團、旅長等職，時年四十九歲。這是上海戰事爆發以來第一位在戰場殉國的中國師長。
大場失守，上海戰局急轉直下。
由於側背受到嚴重威脅，為防止中國軍隊被日軍圍殲，第三戰區決定放棄現有陣地全面向蘇州河南岸轉移。
大場失守的那天，戰區副司令長官顧祝同給第八十八師師長孫元良打電話，命令他率第八十八師留下來死守上海市區，當即遭到孫師長的拒絕：
十六日早晨，上海戰區國軍最高指揮官顧祝同先生打電話給我：“委員長想要第八十八師留在閘北，死守上海。你的意見怎麼樣？”我略加思索，答：“我不同意。為什麼呢？如果我們死一人，敵人也死一人，甚至我們死十人，敵人死一人，我就願意留在閘北，死守上海。現在最可慮的是，我們孤立在這裡，於激戰之後，幹部傷亡了，聯絡隔絕了，在部隊解體、糧彈不繼，混亂而無指揮的狀態下，被敵軍任意屠殺，那才不值，更不光榮啊！第八十八師的士氣固然很高，並且表現了堅守閘北兩個多月的戰績，但我們也經過五次的補充啊！新兵雖然一樣忠勇愛國，但訓練時間短，缺乏各自為戰的技能——這是實際情形，所以我不同意。”
後來，這一部署改成留下一個團，孫元良師長還是不同意，最後勉強留下了一個營，指揮官是五二四團團附謝晉元和該團一營營長楊瑞符。史稱“八百壯士”，實則四百五十二人。 ——從軍事角度上看，無法理解為什麼要在日軍攻占的地域裡留下少量部隊。可能的解釋只能出於政治意義：蔣介石仍沒有放棄國際上對中國抗戰的同情和支援，在國際聯盟即將開會之際，希望全世界都知道中國軍隊仍在堅守上海市區，哪怕只有幾百名中國官兵。
蘇州河，一條橫穿上海市區的小河，儘管河面只有百餘尺寬，渾濁的河水很淺，枯水時幾近露出泥漿河道，但在一九三七年的秋天，它卻成為中國軍隊固守上海的最後一道天然屏障。
留下的壯士們堅守的陣地，是一棟六層樓房，由於是大陸、金城、鹽業和中南四家銀行聯營的倉庫，因此上海人把這棟樓叫作四行倉庫。四行倉庫孤零零地立在已被日軍佔領的蘇州河北岸，大樓裡事先儲存了足夠的飲水、糧食和彈藥，四百五十二名中國官兵就在這棟被日軍圍困的大樓裡堅守不退。
二十七日天亮後，日軍發現中國守軍已全部退至蘇州河南岸，唯獨河邊這棟樓裡的中國守軍不但沒撤，而且所有的窗口都佈置了持槍士兵，這令日軍整整一上午都處在困惑之中沒能有任何動作。下午，日軍試探性地向這座孤樓發動了攻勢，當中國守軍的步槍子彈出膛後，日軍的試探轉瞬間變成了猛烈進攻。在機槍的掩護下，日軍一波接一波地衝鋒，都被中國守軍打了下去。 ——四行倉庫三面被日軍包圍，但南面卻是公共租界，日軍攻擊時既不敢出動飛機轟炸，也不敢動用火砲支援步兵，更無法通過租界地區實施進攻，中國守軍背後是安全的，這令日軍感到十分棘手。
四行倉庫的作戰，引起了上海市民的關注——原以為蘇州河北岸的中國軍隊全都退到了南岸，現在竟然還有一支部隊在與日軍死拼。上海市民奔走相告。從二十七日下午開始，四行倉庫這邊槍聲一響，隔著狹窄的蘇州河，上海市民“觀者如堵，靡不讚歎”。
在觀戰的市民中，有一位年僅十五歲的女孩兒。女孩兒看見蘇州河對面圍繞四行倉庫的四個方向上，三個方向飄著日本太陽旗，一個方向飄著租界裡的英國米字旗，決心一定要讓一面中國國旗在四行倉庫的樓頂上升起來。
上海市商會和抗日救亡團體籌集了一批物資，準備秘密地通過租界送進四行倉庫，女孩兒搭乘著送物資的卡車潛入了公共租界，然後開始了她的驚人之舉：
到了晚上，我脫下童子軍制服，將一面大國旗緊緊地纏在身上，我再罩上製服。夜是黝黑的，有英國兵走動的影子。馬路對面的四行倉庫像一個巨人，俯視著我。我觀察了一下地形，若是溜過馬路，勢必要被左右的英國警戒兵發現，把我當作槍靶子。過了馬路，四行倉庫有重重鐵絲網圍著，只有沿著鐵絲網工事爬到缺口處，再從窗子爬進去。終歸是要冒險的，我臥倒在地上，爬過馬路。我急跳的心剛穩定下來，突然槍砲聲大作。我以為我被敵人或是英國警戒兵發現了，忙伏在路旁的工事裡不敢動。紅綠的火舌在我頭上飛舞。原來是敵人又向四行倉庫進攻哩。不過敵人似乎不敢過分亂放槍砲，因為隔著蘇州河對岸英租界裡立著一排大汽油坦克，一顆子彈飛錯方向，全上海市民連日本人也不例外，都要遭受禍殃！不久，槍砲聲沉寂下去，我又開始慢慢爬，終於到了東側的樓下。謝晉元團長、楊瑞符營長早有消息，知道我要來獻旗，他們都在等候我。我脫下外衣，將浸透了汗水的國旗呈獻給他們，在朦朧的燈光下，這一群捍衛祖國的英雄都激動得流下淚來了！謝團長說：“勇敢的同志，你給我們送來的豈僅僅是一面崇高的國旗，而是我們中華民族誓死不屈的堅毅精神！”他立刻吩咐準備升旗。因為屋頂沒有旗桿，臨時用兩根竹竿連接紮成旗桿。這時東方已現魚肚白，曙色微茫中，平台上站了一二十個人，都莊重地舉手向國旗敬禮。沒有音樂，沒有排場，只有一兩聲冷槍聲，但那神聖而肅穆的氣氛，單純而悲壯的場面，卻是感人至深的。我一輩子都不會忘記。謝團長帶我參觀各處，窗口和各種工事都就地利用倉庫積存的整袋黃豆或麥子堆成，十分堅固。負傷的弟兄們躺在地上，有的在呻吟。我的熱淚長流，我堅決要留下來替他們服務。但是謝團長硬是把我送出門口，將我推出去。他喊：“衝過馬路，跳下河！”我猛衝過去，躍下蘇州河，頭上槍聲大作，我知道是敵軍發現了我。這時已是白天了。我平日練就的游泳技術救了我，我深潛入水中，游至對河公共租界登岸。抬頭一看，蘇州河畔站滿了人，紛紛向四行倉庫屋頂迎著朝陽招展的美麗國旗招手歡呼！
這位勇敢的中國小女孩兒，名叫楊慧敏。
四行倉庫樓頂的中國國旗升起來後，團附謝晉元給師長孫元良寫了一封信：晉元“誓不輕易撤退，亦絕不做片刻偷生之計。在晉元未死前，全營官兵必向寇取償相當代價”。 “決不負師座，不負國家”。
中國軍隊第八十八師第二六二旅五二四團一營，堅守四行倉庫四個晝夜，擊毀日軍兩輛坦克，讓日軍橫屍二百餘具，守軍僅傷亡三十七人，一營營長楊瑞符彈穿左胸身負重傷。
十一月一日，一營奉命“退去戎服”，退入公共租界。
為什麼突然放棄堅守而退入租界，原因眾說紛紜：有認為是各國使節向中國政府提出照會，要求中國政府出於人道主義考慮，將置於日軍虎口下的孤軍撤離；也有認為是四行倉庫距離租界太近，戰事已直接威脅到租界安全，各國不希望戰火燒到自己的身邊。 ——有一點可以肯定，那就是外國人對蘇州河北岸租界區存在一支中國軍隊向國民政府提出了異議。
撤退的前一天晚上，蔣介石下達了嘉獎令：
第八十八師留守閘北之五二四團團附謝晉元以下各官兵：
服從命令，達成目的，殊堪嘉慰，該團各官兵準各升一級；並呈準政府各給予榮譽勳章。至其死亡人員，自該團長韓憲元以下各官兵，待查明下落與其生死後，准予另案呈報，特別撫卹，以獎有功，而志榮哀。
謝晉元部退入公共租界時，租界裡的英軍指揮官馬勒提少將站在機槍陣地前，護送著中國守軍通過了日軍的封鎖線。
只是，自那以後，誰也沒想到，謝晉元和他的官兵竟然在租界裡駐紮了整整四年。他們的處境很尷尬：日軍雖不能進入租界，但在租界的嚴密看管下，謝晉元的官兵們也不能出去。他們不能稱為作戰部隊，也不能歸類於難民，更不是戰俘，而因為不是戰俘，租界當局不肯按照國際公約供應伙食。幸好公共租界上海的市民可以出入，於是官兵們全靠上海市民接濟。謝晉元的孤軍在租界裡照常出操和訓練，往租界裡運送生活物資的學生、工人和市民每天絡繹不絕，見到五二四團一營的官兵神情猶如朝拜。
一營退入租界一年後，為紀念自己的部隊第八十八師出征抗日一周年，官兵舉行了升旗儀式。儀式先是受到租界當局的阻撓，被迫把旗桿截短以免讓日軍看見；儀式進行中，數百英、意和白俄軍人突然衝過來，不由分說地開槍射擊，四名中國士兵當場死於國旗下，十一人負傷，此事件引發了謝晉元官兵的絕食抗議。
又過了一年，前途未卜的謝晉元給雙親寫下遺書，因為預感到不測之日早晚會來，他懇求年邁的雙親在他犧牲後把他葬在抗日將士公墓裡。一九四一年四月二十四日，一營照例出操時，謝晉元受到叛徒的襲擊，中彈身亡，時年三十六歲。這位誓言至死“不負國家”的中國軍人，再也沒能見到他的父母雙親，他遠在廣東老家的妻子，還有四個年幼的兒女。
謝晉元遺書：
一九四一年十二月，太平洋戰爭爆發後，因與英美全面開戰，日軍突入租界將中國孤軍全部拘禁，然後將其分遣押解至各地做苦工。其中，被日軍押往遙遠的新幾內亞做苦工的中國軍官和士兵的名字是：唐棪、陳日昇、冷光前、王長林、吳萃其、童字標、鄒莫、湯聘莘、劉一陵、嚴佔標、陶杏春、伍傑、楊德餘、劉輝坤、許貴卿、趙慶全、李自飛、趙春山、傅梅山、傅冠芷、石洪華、謝學梅、徐毓芳、周正明、郎斌、陳翰欽、楊柏章、趙顯良、張永善、徐玉開、魏成、何英書、楊振興、任全福、雷鑫海、錢水生。
中國人將永遠銘記這些不屈的名字。
中國人也須記住，在日軍入侵上海的作戰序列中，有兩支由中國人組成的偽軍部隊，其首領名叫李壽山和於芷山。
上海是中國最著名的商業城市。
然而當戰爭來臨時，上海表現出了令舉世矚目的不屈。
不屈服的上海人意識到戰爭將是長期的，於是力圖將支撐國家長期抗戰的能力保存下來。就在中國軍隊用血肉之軀換來的有限時間內，一場向內地搬遷工廠企業的行動大規模地展開了。
近代以來，中國的民族工業大多佈局於沿海各省，以上海最為集中。當時中國登記註冊的工廠兩千四百三十五家，沿海地區佔兩千兩百四十一家，集中在上海的就有一千一百六十八家。淞滬戰事爆發後，作為民族工業中心的上海遭受巨大損失，被毀壞的工廠達九百零五家。就行業而言，紡織、造紙、印刷、火柴、鹽酸、製鹼、礦山機械等損失尤為嚴重。國民政府資源委員會以及上海的企業家們力主將重要工業設施向內地轉移，並為此設立了專門的組織機構，制訂出詳盡的轉移計劃和辦法：各廠遷移機件、材料以武昌為集中地，然後分別轉移至宜昌、重慶、西安、咸陽、岳陽和長沙；廣東方向的工廠轉移至雲南和廣西；上海工廠設備、原材料、半成品等一律裝箱運走，運費由國民政府補貼。淞滬戰事爆發後的第三天，上海的工人開始冒著日軍飛機的轟炸拆卸機器並裝箱，由於轟炸火車不能運行，汽車也大多上了前線，於是主要利用水路運輸。一九三七年八月二十三日，第一批工業設施，即順陽機器廠、上海機器廠、新民機器廠、合作五金廠四家工廠拆卸下來的設備，分裝在二十二條船上，冒險通過蘇州河運出上海。隨著需要搬遷的工廠越來越多，國民政府不斷地調整政策。截至上海市區完全淪陷前，上海共遷出民營工廠一百四十六家，機件一萬四千六百噸，技術人員兩千五百名。在上海的帶動下，中國沿海地區的企業也紛紛內遷：江蘇遷出了慶豐紗廠、蘇綸紗廠、公益鐵工廠、震旦機器廠、大成紗廠等；南京遷出了永利公司機器廠和京華印書館；青島遷出了冀魯製針廠和華新紗廠；濟南遷出了大陸鐵廠；河南遷出了豫豐紗廠和農工器械廠；浙江遷出了中元造紙廠和嘉興民豐紙廠；山西遷出了西北製造總廠；江西遷出了九江裕生紗廠和光大瓷業公司；蕪湖遷出了中國植物油料廠等等。同時，中國僅有的幾家與軍工有關的企業，如上海煉鋼廠、金陵兵工廠、鞏縣兵工廠、電信機修廠、交通機械廠、株洲砲兵工廠、廣東兵工廠、武昌被服廠等也都遷往了內地。
這是中國歷史上從未有過的舉國大搬遷。無數的中國人——企業家、資本家、政府官員、技術人員、工人、苦力、船工以及無以計數的各界志願者，在砲彈和子彈的彈雨下，把每台機器、每個螺絲釘都拆卸下來，裝在木箱子裡，然後喊著號子搬出廠房。在通往中國內地的大江小河，馬達轟鳴的貨輪和無數條搖櫓的木船擁擠在一起，承載著這個國家最後的精血，緩慢但卻是異常頑強地向著中國的腹地而去——中國人的這一壯舉，令整個世界為之震驚。不要說正在前線拼死衝殺的中國官兵，僅憑這螞蟻負重一般依舊堅持前行的中國人，這個民族的生存韌力、忍辱負重和絕不屈服，在抗戰的初期就宣示出這樣一種前景：無論戰爭還要打多久，無論這片土地被戰爭蹂躪到什麼程度，只要整個民族的意志堅強不屈，他們的敵人企圖使這個民族屈服的可能性即為零。
只是，就上海地區的戰事而言，雙方都到了重新抉擇的時候。
戰場形勢推進緩慢，且已付出了死亡萬名、負傷兩萬以上的巨大代價，日本方面在極度的焦慮中開始討論一個問題：是將華北的戰爭擴大，將戰事引向山東，還是停止華北的戰事，將兵力集中到上海？最後的結論是：繼續向上海增兵。
日軍參謀本部作戰部上奏天皇：
山東省在政治上和戰略上具有極大的價值。現在華北方面戰況進展順利，因此現在如果允許以追擊的餘勢進行山東作戰，另一精銳的兵團在海州附近登陸進行隴海線方面的作戰，擺出挾擊山東並攻擊南京的態勢，將是目前極為恰當的作戰。但是，反觀上海方面的戰況，預料在最後完成任務之前，還不能不花費相當的時間和付出損失，而且這已成為國內外矚目之地。如果在上海完全被我控制之前北方有變，將發生令人極為憂慮之結果。
十月三十日，日軍第十六師團在上海西南方向的金山衛登陸，這使日軍在上海地區投入的兵力達到了三十萬以上。
大場失守後，日軍抵達蘇州河北岸，戰場態勢也令中國軍隊的將領們處在焦灼之中。
早在一九三七年上半年，盧溝橋事變爆發之前，國民政府軍事委員會即對華東防禦作出了相關部署：
長江下游地區之國軍，於開戰之初，應首先用全力佔領上海，無論如何，必須撲滅在上海之敵軍，以為全部作戰之核心，而後直接沿海岸阻擊敵之上陸，並對登陸成功之敵決行攻擊而殲滅之。不得已時，逐次後退佔領預設陣地，最後須確保乍浦—嘉興—無錫—江陰之線，以拱衛首都。
目前，中國軍隊在上海的作戰，基本上是照此預案實施的。
問題是：現在是否到了“不得已時”？
多數中國軍隊將領認為：“不得已時”已經到了。
第八十八師師長孫元良認為，現在上海戰事已陷於死打硬拼的狀態，中國軍隊只能用一輪接一輪的數量彌補，來抵消與對手在武器裝備、戰術運用乃至軍事素質上的質量差距。如若中國軍隊始終處於被動狀態，即使死頂著堅持下去，結果只能是部隊越打越少。第八集團軍總司令張發奎認為，目前這種拼消耗的戰法不符合戰略原則。最高統帥部為確保上海，拱衛南京，把大量兵力集中於淞滬方向，京滬、京杭兩條鐵路上的運兵列車日夜穿梭，把一個又一個師補充上來填補火線，但日軍武器裝備、作戰能力、協同配合等各方面均佔據優勢，空軍、海軍以及火砲在戰場上具有壓倒性威力，我們只有臨時構築的簡陋工事，所有的武器裝備更是簡陋。在這種情形下，繼續這種純粹的防禦，試圖依靠不斷補充兵員遏製或殲滅日軍，十分困難。因此，要與日軍拼長久的消耗戰而不是局部的消耗戰，最好是把中國軍隊的主力撤至預先設置的蘇嘉（蘇州至嘉興）一吳福（吳江至福山）國防陣地上。如果有序撤退，就能確保在預設陣地上與日軍抗衡三個月以上。
所謂“吳福線”“蘇嘉線”預設陣地，指的是國民政府自一九三三年始在上海與南京間修築的一道道防禦工事。這些國防陣地充分考慮了中國南方的地形地貌，利用長江、太湖等河流湖泊的天然屏障和散落在水網中的天然高地，修築起永久性或半永久性的、用碉堡和戰壕相互連接的軍事防線。為了防線的鞏固，國民政府甚至還修建了專線鐵路。
從戰略上講，與武器裝備處於絕對優勢的日軍死拼於沿海的一座城市，顯然不是消耗敵人而是在消耗自己。最為理想的，也是中國統帥部開戰之初的設想是：把日軍越來越深地拖入中國戰場的泥潭，用持續長久的消耗戰去贏得戰爭的最後勝利。上海戰事已無法繼續有效地守下去，那就應該有計劃地撤往二線，以將日軍引向國土的縱深。
李宗仁為此向蔣介石當面陳述。
白崇禧陪我去拜訪蔣委員長。此時敵我雙方已在上海血戰兩餘月，國軍死傷甚鉅，南京也時受敵機空襲，市面蕭條。但委員長精神飽滿，且不時作豪語，一再向我說：“要把敵人趕下黃浦江去！”當時我心中殊不以此言為然，作為最高統帥，斷不可意氣用事。我想，我們如果能把敵人趕下黃浦江去，敵人也就不敢來侵略我們了……一日，我見有機可乘，便對他陳述意見，略謂，淞滬不設防三角地帶，不宜死守。為避免不必要的犧牲，我軍在滬作戰應適可而止。我並建議將廖磊第二十一集團軍和其他增援前線的部隊調至蘇嘉路國防線上的既設陣地，憑險據守，然後將滬上久戰之師抽調回南京整補，再相機向國防線增援。如此更番抵抗，才能持久消耗敵人的力量。至不得已時，我軍便自動放棄南京，將大軍向長江兩岸撤退，誘敵深入，節節抵抗，實行長期的消耗戰。無奈蔣先生個性倔強，不聽我的建議。
蔣介石為什麼要死守上海？
重要原因之一，還是出於他對國際社會制裁、遏制乃至武裝干涉日本對中國侵略的誤判。九月二十二日，蔣介石在南京就即將召開的國聯大會回答了《巴黎晚報》記者的提問：
目前之中日戰爭，乃日人蓄意侵略中國之結果，中國為排除侵略與自衛生存，自不得已全力抵抗。日本軍隊大規模侵略之用意，無非欲圖消滅中國整個民族生存，吾人應付方針，亦當以整個民族生存為目的。上海或華北皆為中國領土，必視為整個問題，如日本在中國境內從事武力侵略一日不止，則中國抗倭之戰爭一日不止，雖留一槍一彈，亦必堅持奮鬥，直至日本根本放棄其侵略政策，並撤回其侵略工具之武力之日為止。為維護世界和平、人類文明、條約尊嚴與國際公法之效力計，本人熱烈期望國聯此次能切實執行其在國聯會章下應有之義務，對日本做有效之製裁。一九三一年以來，六年中日本之暴行，證明日本征服中國，進為東亞盟主之野心。若列國仍又不採取及時措施，遏制日本之侵略，則不但各國對中國原有之貿易為之消減，即各國在東亞之領土，亦必受嚴重之威脅。故對日制裁，非所以獨助中國，亦所以保護國聯會員國及相關非會員國