就在国民政府仓促决定死守南京的时候，东京方面也在决定进一步地扩大战事。参谋本部在收到报告称“因此次战况好转，对南京方面精神影响很大”之后，下村第一部长命令作战课根据作战目的，研究是否需要一齐向苏州、嘉兴一带进军施压。尽管此时尚未考虑进击南京的问题，但最后还是决定派遣作战课长河边虎四郎前往一线了解实际情况。
河边虎四郎动身前往中国战场的同时，日本陆军参谋本部方面已经开始受到来自国内各方面“此次如不撤销控制线，恐将会贻误追击时机”的压力。而等河边作战课长亲自到达第一线之后，更发现问题的严重性已远远超出了他之前的预计。随着华中方面军兵分两路：上海派遣军主力沿沪宁铁路线西进，同时以重藤支队、第16师团在常熟白茆口迂回登陆；而第10军主力则沿太湖南岸向吴兴集结。从11月15日，以丁集团幕僚会议提出“中国军队已处于溃散状态，如果把握战机，断然实施追击，二十天即可占领南京”为标志，华中方面军事实上已经分裂成两支失去了统一和协调的互相独立军团了。
不过有趣的是河边虎四郎虽然是来上海与日本陆军华中方面军确定下一步军事行动的，但是他很快便发现这一问题在华中方面军中认识很一致。华中方面军司令部事实上也赞同占领南京的意见，而大多数方面军司令部的幕僚其实和他们在第10军的同僚看法完全一致，认为，“现在敌军的抵抗，各阵地均极微弱，如不继续进攻，不仅错失战机，且令敌军恢复其士气，造成重整其军备的结果，恐难彻底挫败其战斗意志”。
不过虽然上海军方面并不积极，不等于不想攻占南京。当河边少将在设置于音乐学校校舍的军司令部与武藤章参谋副长谈话的时候，许多闲聊的参谋都认为，“打了南京，敌人就垮了”。但柳川军就不同了，第10军一直始终保持着“一直追击到南京”的决心。而方面军司令官松井石根大将的想法其实也颇为积极，甚至非常热心地建议：“没有关系，南京我们把它拿下来，一定得打下去。”但是却同时也说，“目前军队很疲劳，我没有主张马上打！”
其实早在8月15日编成上海派遣军的时候，松井石根就曾经向首相近卫文麿表示：“上海派遣军的作战使命就是陷落南京，击垮国民政府的政权。这是帝国军人肩负的使命。”但是此刻在形势一片大好之下，松井石根却突然首鼠两端起来，甚至发表出这种前后矛盾的说法。究其原因无非是他一直指挥的上海派遣军此时师老兵疲，士气远不如柳川平助的第10军来得高昂罢了。
丁集团的士气和上海派遣军此时的疲惫相比，的确形成了鲜明的对比，这一点河边虎四郎也很清楚。上海军派遣军参谋长饭沼守少将不停地向来自东京的钦差大使表示：“上海军的士兵们相当疲惫了。”而至于其他司令部幕僚则纷纷负责提供证据，甚至西园大佐等上海派遣军参谋们连“师团司令部一级要是对军司令部发起牢骚，那可就完了，此前一直毫无怨言、默默服从的第9师团，如今也开始逐渐发起了牢骚”都拿来作为疲劳的证据。
不过真正对河边作战课长产生影响的还是参谋本部的老同事——方面军参谋长、先任参谋本部第三部长冢田攻少将所提出的：“部队疲惫不堪，得找地方休整一段时间。”以及方面军参谋副长、先任第一部作战课长武藤章大佐表示的“方面军司令部人员大都劲头十足，可上海派遣军激战之后疲劳感严重，而且需要补充人马和弹药器材，因此很难穷追猛打”。如此一来，河边作战课长从现地得到的印象自然便是“总的来说，就是不可能猛追了”。在这样的情况下，华中方面军司令部满心欢喜地准备按照当时中央省部的方案在苏州、嘉兴一线先休整一下。
还没有回到东京的河边作战课长便在向参谋本部的汇报中大谈上海派遣军方面从饭沼守参谋长到西园大佐、川上中佐等一众参谋均死气沉沉，甚至到了追击战的紧要关头也仍然是士气低沉。当然，河边也感觉到上海军的确太过于疲劳了，但关键还是上海派遣军将敌情看得太严重了。
之所以局势会发生如此之大的逆转，完全是因为中央省部此时在是否攻打南京这个根本问题上意见不一，最不同意攻打南京的是参谋次长多田骏，而抱积极态度的则是第一部长下村定。多田次长认为：“不能扩大战争范围，连这个苏州、嘉兴一线不都太超前了吗？”而下村第一部长则积极认为应该速战速决。
事实上此时日本陆军参谋本部之中还有一种声音是在进攻南京的同时，在中国广东地区投入兵力，展开两栖突击，以便与南京作战遥相呼应，从而在根本上打击中国政府。但是下村对这份计划根本没有兴趣，甚至他在河边虎四郎去上海之前，就一直对所谓的“作充分准备”不太积极，他的打算是“划定一定范围，将兵力集中一下，就进攻南京”。
所以其实河边虎四郎去上海之前，其调查的最终结论便已经在参谋本部第一部内达成了共识。毕竟战况，下村比谁都心知肚明。在他的手边，早已拟订了华中方面军下一步的作战计划，开始攻击南京的时间表已经定在了昭和十三年（公元1938年）的一月中旬，但是多田骏老成持重的意见却也不能置之不理。于是参谋本部方面决定等待河边虎四郎返回东京，并听取其报告后，再商讨南京问题。而中央省部方面则干脆不对接下来的战事发展作任何处置。
同一天华中方面军兼上海派遣军司令官松井石根在这个阴转小雨的日子里回到上海派遣军司令部，这一天上海派遣军方面的战况和天气一样不佳：“进攻常熟附近敌军阵地的行动不能如愿，证明今后对该阵地发动强攻也是极为困难的；昨天已经命令第11师团，如果可能的话，派出一支有力的队伍利用民船渡过昆城湖，从常熟南部地区登陆后，即从敌军背后发动攻击，这个作战方案已经研究好了，不过这个方案需要不断使用所有的渡河器材和一部分中国人的民船。部队是由接替阵亡了的浅间义雄出任步兵第22旅团所属步43联队长一职的花谷正大佐指挥的两个步兵大队和1个炮兵中队组成，预定明天傍晚出发，利用水路向常熟南部约两公里的莫城镇附近推进。”
虽然参谋们竭力强调“如果这次行动成功的话，常熟周围的进攻就容易得多”，但是松井石根还是很不乐观。不过唯一让他感到一丝庆幸的是随着全军追击行动的进展，给养供应可以利用苏州河、浏河、白茆河、浒浦河。现在主要运输都是通过水运，也有一部分利用陆运，不过估计基本能够达到目的。因为太仓一带的中国大米出产最多，就算是暂时粮食的给养运不到，部队也可以通过掠夺来获得，所以不用担心粮食问题。第9师团在击溃了杨家巷、唯亭镇一带的小股中国军队后，已经推进到了陆泾桥附近的中国守军阵地。而就在松井石根还为前线苦恼不已的时候，一列将日本国家的命运捆绑于其上的战车却在东京缓慢地发动起来。
自卢沟桥事变爆发以来，日本政府其实也自感国策始终没有坚定统一的方案，政策有分散之嫌，迫切需要加以统一。而此时，日本政府为了适应时局的进展，作为加强内阁的措施，决定设置内阁参议，并经枢密院批准，于10月15日公布了临时内阁参议官制，设立了临时内阁参议，参与筹划有关中国事变的国务，任命了宇恒、荒木贞夫、安保、末次等退役大将，与町田忠治、前田米藏、秋田清、乡诚之助、池田成彬、松冈洋佑等文官一起为内阁参政。随后由于中国战场的进展，迫切需要日本设置更为有力的统一国策机关，又于10月25日根据《为实行国家总动员计划》的敕令，公布了企划院的官制，设立了直属于内阁首相的由企划厅和资源局合并起来的企划院，管理原来由企划厅和资源局管理的事务。
企划院的具体事务是：负责起草有关平时、战时综合国力的扩充运用方案，审查有关平时、战时综合国力的扩充运用的重大大纲，以及对平时、战时综合国力扩充运用重要事项的预算统治等，提出意见，经由首相向内阁提出。此外并制定推行有关国家总动员计划，谋求统一调整各厅事务。
而随着11月6日意大利加入了《日德防共协定》，签署了《三国防共协定议定书》，宣告以“东京—柏林—罗马”为轴心的日、德、意法西斯松散的政治同盟关系正式确立。最终在11月18日，日本政府正式决定设立大本营。这天，以《昭和十二年（1937年）军令第一号》公布了大本营令，并为了大本营与政府间统一联系，成立大本营与政府的协定机构——大本营政府联络会议。
大本营令是在11月17日制定的，18日公布，预计20日设置，内容为：朕制定大本营令，命令实行。大本营令：第一条，在天皇大纛（注：古代军队或仪仗队的大旗）下设最高统帅部，称为大本营。大本营于战时或事变之际，根据需要设置之。第二条，参谋总长及军令部长为其各自幕僚之首长，运筹军机，策划作战，根据最终目的，谋求陆海两军之通信协力互相策应。第三条， 大本营编制及工作，另行制定。而这也是继中日甲午战争、日俄战争之后，日本第三次设置大本营。
中央省部设立大本营，并决定暂不扩大战局的同时，第10军司令官柳川平助却作出了向南京继续追击的决定。由于攻占上海后，第10军并未如同上海派遣军那样遭到中国军队的坚强抗击，部队伤亡甚少，故而一直是继续乘胜西进，加之柳川本身与松井石根的不和、被统制派打压的军职生涯等原因，故而对于参谋本部所规定的作战地域限制线，柳川平助很是不以为然。
就在军司令部于11月15日夜决定“以军主力独立果断地向南京追击”之后，在11月19日上午7点，柳川平助在金山下达了《丁集作命甲第三十一号》命令指出：“敌军因其指挥系统混乱，全军呈现出浓厚的战败气氛，估计是要将其主力重新集结于江阴、无锡一线以西地区，并拼命撤退，其军队已经完全丧失了斗志。”因此第10军“要不失时机地追击敌军至南京”。
具体的部署则是：
国崎支队应该派一支小部队确保平望镇，主力经嘉善、吴兴、广德向芜湖挺进，以切断敌军的退路。然后根据情况，做好派主力或部分部队进入扬子江西岸南京背后的准备。第十八师团应迅速经吴兴、广德、溧水向南京追击。应以其炮兵主力协助第一一四师团作战，直至占领嘉兴。第一一四师团夺取嘉兴后，派部分部队确保该地。主力应迅速经吴兴、长兴、溧阳向南京追击。应再派一支小部队占领石门湾附近，警戒军左翼。第六师团应经松江迅速前进至吴兴，准备向南京追击。河村部队应以主力协助国崎支队及第十八师团搜集吴兴、南京之间的敌情，并以一部担任指挥任务。第一后备步兵团应担任沿北桥镇、松江、嘉兴、吴兴市街一线及交通道路的掩护任务，其要领另行命令第二后备步兵团应迅速前进至吴兴后待命。独立工兵第三联队应迅速向嘉兴前进。首先整修嘉兴至吴兴的道路。集团通信队应按照通讯计划行动。尔后，军直辖部队应前进至嘉兴后待命。
随着这道命令的下达，日本陆军第10军开始全军出动，向南京发起追击。
而华中方面军兼上海派遣军司令官松井石根大将获悉柳川平助指挥的第10军已经进抵到了陆军参谋本部所划出的限制线的时候，是在11月18日的夜间。11月19日，松井石根正式得到了丁集团突破限制线的消息，虽然松井石根大将对此作出的反应是：“方面军不承认集团独自进行的南京追击战，只同意将两个师团集结在嘉兴、平望、南浔镇之间的地区，为其后的作战做准备。可以派遣部分先遣队去前方。”但这不过是他打压柳川平助气焰的托词，随后松井石根还是要求上海派遣军参谋长饭沼守少将立即下达了“上海派遣军必须决断地扩大战果”的命令。
其实松井石根也很清楚，即便没有丁集团的擅自行动，自己也认为向南京进军是当前解决中日之战的唯一的选择。
其实松井石根也很清楚，即便没有丁集团的擅自行动，自己也认为向南京进军是当前解决中日之战的唯一的选择。因为他这个中国通对于中国的情况是再熟悉不过了，在他看来只有攻占南京，从根本上对国民政府形成压迫，才能迫使中国投降，一举解决中日问题，否则的话，一旦南京国民政府获得喘息的机会，必将恢复并加强战斗意志，这等于是为日后解决问题增加困难。现在这个时机毫无疑问是最佳的选择。
而柳川平助在第10军3个主力师团——第6师团、第18师团和第114师团陆续登陆之后，除了一部便经松江向青浦进击，加入京沪线作战，而主力则向枫泾、嘉善进攻。这一地区的中国守军是右翼军第10集团军刘建绪部，在与日军激战于乍浦、平湖、嘉善一线后，已经损失重大，再也无力阻止第10军的攻势。
自11月8日以来，日本陆军第10军主力向枫泾进迫，中国军队在这一地区设防的预备11师以及第109师伤亡惨重，最终于11月10日枫泾沦陷。随后第10军主力便立即沿铁道南下。虽然中国军队曾计划利用既设工事进行抵抗，但还是无法阻止日军前进。
不过相比之下，日军第10军最为凶狠的一招杀棋则是由青浦越过淀山湖西进的谷寿夫的第6师团，11月14日，第6师团便派出了平望镇支队，攻占了苏浙交界的平望镇，而后与嘉兴附近的日军部队会合，继而沿太湖南侧地区向西进犯。而中国军队第三战区长官司令部为了能够巩固吴兴防务，只能命令新近增援到的廖磊第21集团军、周祖晃第7军占领菱湖镇、大钱镇一线，阻击日军西进。
第114师团在11月19日推进到嘉兴城附近，并会同第18师团开始攻击嘉兴。日本陆军第10军以第18师团及第114师团主力在重炮兵的掩护下，从19日晨发起进攻，经一天激战攻占嘉兴后，立即派出部分部队向西展开追击，同时以第114师团一部进攻平湖。而就在这一天，沪宁铁路线上的重镇苏州城也陷落了。
在第10军的刺激之下，疲惫不堪的上海派遣军也开始按照命令展开追击，位于前锋位置的第13师团首先突破了中国军队在肖家桥、谢家桥附近的阵地。而第11师团则在11月16日接到上海派遣军的命令，为了配合第16师团进攻常熟，以步兵3个大队为基干，向昆城湖西岸的莫城镇前进，并占领莫城，切断了常熟至苏州的公路。
得到第11师团的支援，进展缓慢的第16师团佐佐木支队自11月14日进入到支塘镇北边张家桥附近，并击溃了担负掩护任务的中国军队之后，连夜展开跟踪追击，于11月15日进入到常熟以东约4公里附近，与在石墩汤庄附近筑有碉堡的阵地上的中国守军展开对峙。
11月15日，第16师团接到上海派遣军的命令，要求师团应迅速攻占常熟，随后沿着常熟至羊尖镇、无锡公路及附近地区，朝无锡方向展开追击，故而自11月18日起，师团长中岛今朝吾便命令佐佐木支队从公路正面展开进攻，同时逐步让完成登陆的部队向战场推进。
由于从登陆地点到战场之间没有可以供车辆通行的公路，加之连日阴雨，道路泥泞不堪，第16师团根本无法按照计划展开行动，所以师团炮兵联队完全无法参战，佐佐木支队的进攻中主要依靠第11师团及上海派遣军直属炮兵部队的协助。在以1个步兵大队从右翼实施保卫，同时以1个大队利用水路迂回，并在重藤支队的协助下，第16师团主力好不容易突破中国军队的阵地，并在11月19日占领常熟。
而第9师团自高家湾附近出发后，以主力沿沪宁铁路西进，15日到达昆山，接着又从17日起攻击昆山、苏州之间的中国军队国防工事，并迅速取得突破，并将进攻矛头转向苏州。对于这一天的进展，松井石根还是很满意的。重藤支队和第13师团都突破了常熟北部的守军阵地，向虞山及北方地区发起进攻，第11师团的花谷支队比预定提前一天，于这天早晨利用水路占了莫城镇后，开始向常熟南湾方向发起进攻。
暂归方面军指挥的第3师团和第101师团，两个师团的任务是第3师团缺片山支队重新回归派遣军指挥，负责扫荡太仓东部地区；第101师团，继续扫荡嘉定、罗店镇以南地区，主力向真如附近集结。
而自11月14日，日军第16师团主力从浒浦口一带登陆，当天第11师团攻占太仓以来，古城苏州就成危局之势。11月15日，在日军第6师团的攻击下，昆山沦陷。次日，吴江陷落。11月18日晚，在日军第6师团、第9师团、第116师团的南、中、北三路合围下，苏州城内外约四万多中国守军慌乱向无锡方向溃退。
11月19日黎明，日军第9师团的前卫部队进抵苏州城东郊。在平门桥东侧，与中国军队掩护部队发生激战。随后日军强行突破中国军队的阻击阵地，上午9时，第9师团一部由平门突入苏州城内，侵占吴江的日军第3师团所属片山支队也同时北上，与第9师团合攻苏州，当天下午14时，片山支队由娄门突入城内，溃兵约2？000人成为日军俘虏，至此古城苏州陷落。
日军攻占苏州后，苏州城内郊外、大街小巷均为一片血泊火海，日寇杀人放火，几乎无恶不作。护龙街上，横满死人，葑门望星桥、娄门张香桥、胥门万年桥、金门南新桥、阊门上塘街等地带，到处都横满被日军杀害的中国官兵和苏州城的平民尸体，就连城楼上都挂满了被害者的头颅。姑苏古城在这一天内，完全成了人间地狱。