驻上海的美国《密勒氏评论报》主编鲍威尔，决定去距上海不远的舟山群岛度过一个凉爽的周末。但是，当他搭乘名为“三北”号的中国小火轮，顺着黄浦江缓慢地驶向宽阔混浊的长江入海口时，立刻感到情况有点不大对头：这艘属于中国轮船公司的小火轮，除了中国船长和中国水手在忙来忙去外，还有一位据说也是船长的德国人穿着崭新的制服神气十足地站在甲板上。并且，这艘中国轮船竟然升起了一面德国纳粹卐字旗。
我们看到日军的驱逐舰三三两两地停在黄浦江中，而吴淞口防波堤外，也泊着六七艘军舰。当我们的小船从军舰旁驶过时，舰上的日本军官就用望远镜仔细地打量着我们。在这样一条狭窄的河流中，日本海军军官的举动，自然引起我们一次次的恐慌。
那位职责似乎仅仅是面向日本军舰微笑的德国船长告诉鲍威尔：这家中国轮船公司与一家德国公司签订了协议，把中国轮船全部转到德国公司的名下，理由是“中国人已经料到战火早晚会烧到扬子江流域”，“一旦交战，日本人不至于没收悬挂纳粹旗帜的船只”。
上海，中国最大的经济文化中心，中国近代以来最为国际化的都市。精明的上海人关于可能要打仗的判断是有依据的。刚刚传来北平和天津被日军占领的消息，紧接着，一九三七年八月九日，上海便发生了日军军官被打死的事件：日本海军特别陆战队西部派遣队队长、海军中尉大山勇夫和一等兵斋藤与藏被中国士兵击毙于虹桥机场大门口。
所谓“虹桥事件”，流传着五花八门的版本。上海市民听闻的最普遍的说法是：大山勇夫和斋藤与藏驾驶着一辆汽车至虹桥，要强行通过中国卫兵的警戒线进入机场，他们不但对中国卫兵的警告置之不理，还向中国卫兵开枪射击，导致一位名叫时景哲的中国军队二等兵中弹身亡。之后，中国卫兵开枪自卫，将大山勇夫和斋藤与藏当场击毙。
是否有一名中国卫兵被打死，史料的记载存在着分歧。
史说，时任中国军队第九集团军司令部作战科科长，他这样解释了机场大门口为什么会有一具中国卫兵的尸体：“这些（中国）士兵平时恨透了日本人，一见日本军人横冲直撞，不听制止，就坚决自卫，开枪打死了那个军曹。淞沪警备司令部急了，参谋长童元亮和上海市长俞鸿钧商量，让一个死囚犯穿上保安部队服装，把他打死在虹桥机场大门口，说是日本军曹要强进机场大门时，先把我卫兵打死了，以便与日本人交涉。”事件发生的当日，上海市长俞鸿钧给南京国民政府军事委员会发去一封密电，电报对事件经过是这样叙述的：
今日下午五时左右，虹桥飞机场附近，有日军官二人，乘小汽车越入我警戒线，向飞机场方向直驶，不服制止命令，反向我守兵开枪。守兵初未还击，后该车转入牌坊路，该处保安队士兵闻枪声仰视，该日军官复开枪向之射击，保安队遂还击，一时枪声四起，该车前轮乃跌入沟内。车内一日军官下车向田内奔走，在附近因伤倒毙。另一军官伤毙车外。检查身内有名片两张，印有海军中尉大山勇夫字样。我士兵亦倒毙一名。
无论事件经过到底怎样，有一个前提是必须强调的：两个日本军人在中国的国土上横冲直撞，企图冲击中国重要的机场设施，且无视中国卫兵的警告时被打死——且不说当前中日两军在中国北方已经进入交战状态，就是在和平时期，中国方面的处置也是正当的。
然而，中国人的正当处置，又一次成为日本人的“事端”。
日本人对在中国上海发动战争蓄谋已久。
上海是长江的入海口，中国华东地区的门户。一旦占领上海，不但能控制华东，还可以进逼南京，其战略位置的重要性日本人十分清楚。因此，“一·二八”事变后，日军利用《上海停战协定》中对中国军队驻军上海加以限制的条款，一直在做着战争准备。一九三六年八月，日军参谋本部在拟定一九三七年《对华作战计划》时，已针对中国华东地区制订出详细的作战计划，这一最终目标指向中国首都南京的作战计划，其主要内容包括：以三个师团占领上海及其附近地区，以两个师团“从杭州湾登陆、从太湖南面前进”，形成“两军册应向南京作战，以实现占领和确保上海、杭州、南京三角地带”。只是，出于对苏联介入远东权益的高度警惕，日本担心一旦与苏联发生冲突时其主力部队如果已置于中国南方便无法迅速向北集结，因此仅在淞沪地区投入了少量的海军。
“一·二八”淞沪停战后，在上海，日军建立了以北面虹口军营为基地的核心设施，以东面杨树浦、西面沪西为支撑的外围据点。经过多年的经营，上海市区内的日本租界，实际上也已经成为坚固的军事堡垒，里面的机关、学校、商店和住宅内部，都构筑了各式的军事掩体，并隐藏着大量的武器弹药。至卢沟桥事变前夕，日军在上海地区拥有百余处军事设施，部署了约一万五千人左右的兵力，计有步兵一个大队、海军特别陆战队以及拥有三十多艘军舰的第三舰队，海军的航空队也有百余架飞机可随时准备支援作战。
在上海方向，日本海军已是作战心切。
日本海军与日本陆军在对华战略上存在着分歧。陆军方面出于对苏联的戒备，于战争初期向中国南方用兵时十分保守；海军方面则坚持认为，日苏之间暂时不会发生大规模军事冲突，日本军力的投入方向完全可以向南，从南中国一直延伸到整个太平洋地区。由此，卢沟桥事变后，日本海军立即准备出动以支援陆军在华北地区的作战，同时还迅速提出了向中国南方施加军事压力的计划。在求战心切的日军海军将领中，以驻扎上海地区的第三舰队司令官长谷川清中将最为踊跃。卢沟桥事变发生时，他正率队在台湾与陆军进行联合演习，事变的次日，第三舰队便停止演习返回了吴淞口外，长谷川清向东京日本海军军令部（司令部）提出：“华中作战，应以必要兵力确保上海和攻占南京”，所以，需再向中国华中地区增派五个陆军师团。
按照日军的一贯伎俩，发动战争要事先制造“事件”，所以近两年来中日两军在上海摩擦不断。一九三六年九月，日本海军以“出云”号战舰三名水兵在租界内遭到狙击为借口，出动海军陆战队在全上海市布设岗哨。一九三七年七月，日本海军在上海地区连续举行军事演习，派遣舰队频繁出入上海附近的各港口，并登陆进行军事勘察。根据一九三二年中日签订的《上海停战协定》，中国方面不能在上海驻有正规部队，于是成立了“保安部队”，名为“保安”，实际上仍由正规部队的官兵组成。中国官兵对日军的愤恨积压甚久，只要遇有机会就会立即爆发。卢沟桥事变发生后，上海的“保安部队”立即做好了战争准备，军官们把家眷全部送回原籍，部队开始加紧军事训练，并大量准备构筑街垒的原材料。就在这时，突然有人来到中国“保安部队”的驻防地，说是需要“查门牌”，中国士兵发现来人可疑，将其扣押询问，并让来人把鞋脱下来——依照中国士兵的经验，日本人的大脚趾是叉开的——来人这才承认，他们是日本海军陆战队的一名小队长和一名士兵曹长。从这两人身上搜出的笔记本上，记满了中国军队在上海的军事据点以及武器和兵力情况。中国士兵把这两名日军痛打了一顿。经过日方的反复交涉，这两名日军才被释放。但是，没过两天，上海香山路上又发生了类似事情，这次愤怒的中国士兵把捉到的日本军官捆在电线杆上打了个半死，其结果导致中日双方连续数日的激烈交涉。
一九三七年七月二十八日，日本政府“训令侨居扬子江沿岸二万九千二百三十名日侨撤离（指示在上海的侨民于八月六日撤到日租界）。在海军第十一陆战队掩护下，到八月九日完全撤到了上海”——应该特别注意日本政府所规定的撤侨完毕的日期：八月九日。就是这一天，日军海军中尉大山勇夫和一等兵斋藤与藏冲击了上海虹桥机场的中国守军。
在这个世界上，凡是发生的事都不是绝对偶然的。
至少在“一·二八”事变后，国民政府已经明确意识到，日军在浙沪地区发动侵略战争不是可能与不可能的问题，而是时间早与晚的问题。于是，自一九三三年起，国民政府令参谋本部派人勘察地形，部署在宁、沪、杭地区修建国防工事，并组织陆军大学第十期学员实施战术演习用以研究和拟定设防计划。为防止日军从杭州湾和吴淞口南北两面登陆继而向南京推进，国民政府军事委员会成立了秘密机构，专职负责宁、沪、杭三地国防工事的设计和构筑，并划分出京沪、沪杭和南京三个作战防御区，在四条主要防御线上修筑以钢筋水泥为主体的防御工事：京沪防御区以吴福线（吴江至福山）和锡澄线（无锡至江阴）为主阵地；沪杭防御区以乍嘉线（乍浦经嘉兴至苏州）和海嘉线（海盐经嘉兴至吴江）为主阵地。为了便于部队机动，还特别修筑了苏州至嘉兴的铁路。一九三六年二月，国民政府在苏州成立了一个秘密作战指挥机构，对外称“中央军官学校高级教官室”，后又改称为“中央军官学校野营办事处”，军事长官为张治中，其任务是：负责制订京沪地区的作战计划，主持防御线上国防工事的修筑，一旦淞沪发生战争迅速转变为前线指挥所。最后这点甚为重要。
张治中，原名本尧，字文白，安徽巢县人。一八九〇年十月生于一个世代耕田的贫苦家庭。先后毕业于武昌陆军军官第二期预备学校和保定陆军军官学校。一九二四年进入黄埔军校担任第三期入伍生总队长。张治中既是蒋介石重用的将领，同时也是共产党人的挚友，这决定了他的政治生涯复杂而曲折。一九三二年淞沪抗战中，他主动请缨，以左翼军指挥官的身份，率领部队与日军激战多日，战局失利后退守常熟，大有壮志未酬的遗憾。被任命为京沪防御区的军事长官后，因为知道战争已经迫在眉睫，亟待操办之防御准备又千头万绪，张治中心情始终沉重而焦急。包括日本军方在内，没有人知道以他为首的“中央军官学校野营办事处”是什么机构，而他已派出一批批人“到淞沪线、苏福线、锡澄线一带实地侦察、测量、绘制地图。这批人回来之后，完成了战术作业和初步的作战方案，并开始构筑淞沪线、苏福线和锡澄线一带的小炮机关枪据点工事”。令张治中十分不安的是，战争已呈一触即发之势，各地的军政要员们“仍不免空泛、纾缓、推诿，使部属无所秉承，如徒有作战计划，迄今毫无准备”。随着日军以军事演习为名，在淞沪地区的挑衅日益频繁，张治中开始秘密地扩充上海“保安团”的力量，同时命令他所能指挥的第三十六师由无锡推进到苏州附近，第八十七师由江阴推进到常熟福山一带，第八十八师由南京附近推进到无锡和江阴一线。张治中不断地向南京陈请必须增兵，因为此时上海只有一个“保安团”，淞沪地区只有三个作战师，而按照他所制订的攻防计划，至少还需增加三至四个作战师。一九三六年十二月，西安事变爆发后，为给蒋介石“救驾”，国民政府军事委员会将他部署在上海周边的第三十六师、第八十八师都抽调走了。那是张治中最为担忧的一段时日：万一日军趁西安事变大举进攻上海，后果不堪设想。——“不过上海方面的日军，却反而采取了冷静观望的态度。”这或许是因为西安事变完全出乎日方意料的缘故。卢沟桥事变后，张治中接任京沪警备司令官。为了预防万一，他命令补充第二旅的一个团化装成宪兵入驻松江；另一个团化装成上海“保安队”入驻虹桥和龙华两个机场——打死日军上尉大山勇夫的中国“保安”，实际上正是张治中部署在机场的正规军士兵。
张治中强烈主张对于日本应该“先发制敌”：
我有一个基本观念：这一次在淞沪对日抗战，一定要争先一着。我常和人谈起，中国对付日敌，可分作三种时期：第一种他打我，我不还手；第二种他打我，我才还手；第三种我判断他要打我，我就先打他，这叫做“先发制敌”，又叫做“先下手为强”。“九一八”东北之役，是第一种；“一·二八”战役、长城战役，是第二种。这次淞沪战役，应该采取第三种。
张治中向南京郑重建议，基于中国军队力量薄弱，而上海又是“系国际视听”的要地，因此必须采取攻势防御，即“先以充分兵力进驻淞沪，向敌猛攻，予以重创”。
“先发制敌”，意味着主动发起作战行为——在与日本侵略者对抗的往事中，中国方面什么时候“先发制敌”过？除了“他打我，我不还手”以及“他打我，我才还手”之外，中国什么时候曾有过“判断他要打我”之时，抢先出手，把对方打得晕头转向的先例？
在南京军政高层内部，还有一些与张治中持相同或相近观点的人，包括副参谋总长白崇禧、军令部作战组组长刘斐、武昌委员长行营陆军整理处处长陈诚以及军事委员会委员长侍从室副主任姚琼等。他们的基本主张是：绝不能让日军把上海作为侵入华中的军事基地，必须主动歼灭上海的日军及其长江内河里的日军舰艇，开辟华东战场。他们的理由是：日军装备有飞机、大炮、坦克、装甲战车、航空母舰等先进武器，军队训练有素，崇尚武士道精神，百年以来几乎每战必胜，如今仍处于战斗力旺盛时期。如果中国军队把主力投入华北大平原与之决战，势必会被日军迅速各个击破，因为在大平原上日军可以充分利用其机械化优势，又有京汉、津浦铁路可以利用，从南到北长驱直入，一旦将中国军队主力逼退至东南沿海，战争就基本上结局已定了，日军很可能就此实现三四个月内灭亡中国的妄想。而如果中国军队在华北地区节节抵抗的同时，在华东地区开辟对日作战的“第二战场”，就可以分散日军的力量，迟滞日军的南下进攻。目前，淞沪是开辟“第二战场”的理想之地。因为这里是中国的经济中心，日军肯定要发动作战。可也正因为如此，一旦淞沪爆发战事，各国列强的利益必然受到损害，列强们不可能坐视日本独霸中国权益，于是很有可能介入战争，列强的介入是有利于中国方面的。从军事上讲，利用上海城市的钢筋水泥建筑群与日军进行巷战，牵制住敌人，随后把日军逐渐引向江南的水网地带，使其机械化武器不能充分发挥作用，这样就会把日军拖入长期战争的泥潭。只要中国坚持抗战，最终会得到国际社会的援助，这是最后战胜日本的正确途径。当然，还有一种战场地理上的解释：从中国的地势特征上看，自东面沿海向西，地势逐渐抬升，是逆河流流向而上的，这对进攻一方不利；而中国的抗战后方基地在西南，即使边打边撤，也是背对着后方作战，且越退地势越高，这种态势对作战的防御一方有利。
以上见解，确是远见卓识。
首先，这不是妥协论调，更不是投降论，是出于坚决抗战的立场。仅就这一立场而言，对于中华民族的前途和命运弥足珍贵。其次，就交战双方的实力对比和两国国情上讲，试图拉长战线并准备长期作战，无疑是一种冷静清醒的抉择。
但是，在淞沪主动开辟“第二战场”，需要冒的巨大风险也是显而易见：这里是中国柔软的腹部，是经济最发达的地区，一旦爆发战争，经济会受到巨大的冲击和损失。而且，这里距离首都南京太近，在国家都城附近发生战争，必然会带来巨大的政治和军事压力。更重要的是：谁能知道列强在中日开战后是否会出面干涉？如果干涉是否能干涉到令日本停止对华侵略的程度？
历史一再证明，中国从来没有依靠列强摆脱任何苦难。
从某种意义上讲，战争就是赌博。
明知战争不可避免却又求战心切的张治中，对淞沪地区的中国军队发布了一篇文告，在历数中日甲午战争后的国耻后，他号召将士们在即将到来的抗战中为国捐躯：
……时至今日，敌我间之诸般问题，已非和平所能解决，在我尤非抗战无以图国家民族之生存。全面应战之烽火高燃，舍身报国之良机已至！凡我袍泽，当必奋兴，雪恨歼仇，此其时日！……虽然，我袍泽当知此伟大的神圣民族抗战之必然胜利，实由无量惨痛、无量牺牲所换来，盖惟有牺牲到底之决心，方能博取最后之胜利。故吾人之生命在此日实无其他生命意义之可言，仅属民族解放之祭礼而已，仅属无量牺牲无量热血牺牲中之一粟而已。唯具献身为国之决心，方能成就千秋盛业；亦唯具“我死国生”之至勇，方能所向无前！血幕展开而后，我中国每一块土地，均将满布每一个国民之血迹，人人将成英雄烈士，人人可成志士仁人！吾人分属前驱，岂期后死？……
日本方面显然察觉了淞沪局势的不妙。他们从上海租界英国巡捕房军事探长潘连璧和于一星那里，获悉了中国方面正在加紧构筑市中心军事据点和扩充上海“保安团”兵力的情报。日本驻华海军武官冲野亦男以中方违反“停战协定”为由，向国民政府外交部亚洲司司长高宗武提出抗议，并要求现场查看，被中方拒绝了。上海市市长俞鸿钧的答复是：不但所谓“停战协定”的相关条款中没有限制中国方面建筑防御工事的字眼儿，而且中国人在自己的国土上建造任何工事别国根本无权过问。日方据此说中国的做法是“敌对行为”没有道理。相反，倒是日方没有按照“停战协定”所约定的条款从规定地区撤出军事力量，这才是敌对行为的明确表现。
令日方感到更加不妙的是，“虹桥事件”发生后，中国方面的态度十分强硬。八月十一日下午四时，俞鸿钧市长会见了日本驻上海总领事冈本季正。冈本季正首先表示：“虹桥机场案”发，日方“着海军制服之军官及水兵为华人惨杀”，这是“对皇军的重大侮辱”，已经导致日本“全国激愤”。因此，日方要求中国方面立即拆除军事工事，撤退保安队。俞鸿钧当即表态：“该处系我国国土，无所谓撤退。”冈本季正又主张召开由中、英、法、德、意、日各国委员组成的淞沪停战共同委员会紧急会议，请求各国制裁中国。俞鸿钧更是寸土不让：“（一）停战协定早为日方破坏。因日方军队时常侵入八字桥一带区域，该处地段按照协定日方军队应悉数撤退。（二）日方既破坏停战协定，则根本无依据该协定作任何提议之权。（三）日方每利用共同委员会为实施该国侵略政策之工具，于己有利时提及之，于己不利时漠视之，应请各国注意。（四）日方对于虹桥事件，一方同意以外交方式解决，一方军舰云集、军队增加、军用品大量补充，此种举动影响各国侨民生命财产之安全，且已对我国构成威胁与危害。”——俞鸿钧很清楚：谈判是日方一贯的拖延时间等待增兵的手段，一旦日方准备好了，不仅是对所谓“共同委员会”漠视的问题，而是要对中国发动一场大规模的侵略战争。
以一名中尉和一名上等兵的性命换来的机会，“失不再来”。焦灼万分的日本海军表示，决不能“让死者为无意义之牺牲。”
“虹桥事件”发生的当晚，第三舰队司令官长谷川清便命令在国内待命的第八战队、第一水雷战队、第一航空战队和第一、第二特别陆战队做好出动准备。十一日上午，第三舰队所辖十九艘军舰抵达吴淞口，载来海军陆战队队员两千名。十二日，日军在淞沪地区的军舰猛增到三十一艘，同时还有包括一艘航空母舰在内的九艘军舰停泊在吴淞口外，日军海军陆战队的作战人员激增到九千人以上。
日本海军知道，一旦战争打响，必须得到陆军的协同。十日，日本海军大臣米内光政在内阁会议上正式提出了“动员派遣陆军部队”的要求。陆军大臣杉山元即刻表示同意。第二天，日军参谋本部制订了派兵方案：“（一）上海方面派遣部队是以第十一师团（缺一部）和第三师团为基干编成一个军，八月十五日为动员第一日；（二）青岛方面派遣部队，预定是第十一师团的一部和第十四师团，其派遣时间伺机而定；（三）运送：继续挪用现在担任运送第二次动员部队的船只（预定十六日完成）；（四）动员规模：兵员约三十万，马匹约八万七千。”
国民政府也启动了全面的抗战准备：将一切国防事宜由平时状态转为战时状态；将全国军队编为抗战序列，第一线约一百个师，预备部队约八十个师；将国家多年存储的弹药进行分配，黄河以北及长江地区囤三分之二，江南囤三分之一，可供所有部队六个月作战之需，同时确定海外输入路线以保证枪支弹药“源源接济”；购办一百万作战人员、十万马匹六个月所需粮秣；建立三十个兵员补充营；因平津沦陷，河北境内再无飞行场及航空油料储备地，决定参加华北作战的空军部队以太原机场为根据地。等等。
八月十一日，蒋介石召集最高国防会议，研究对日作战策略。这是一次绝密的会议，参加者除了国防委员会副主席汪精卫、军事委员会正、副参谋总长何应钦和白崇禧以及各位军事委员会委员外，工作人员只有汪精卫的机要秘书黄浚（担任会议记录）。会议决定对日军实行“先机下手”的策略，趁日军陆军主力集中在华北之际，率先歼灭日本海军在上海地区的陆战队，同时封锁江阴要塞一带最狭窄的长江江面，以阻止日军军舰溯江而上攻击南京，截获停留在南京、九江、武汉、宜昌等各口岸的日军军舰和日本商船。据此，军事委员会当晚发出命令：张治中司令官率第八十七、第八十八两师于今夜向预定之围攻线挺进，准备对淞沪实施围攻作战；位于蚌埠的第五十六师、位于嘉兴的炮兵第二旅的一个团和装备有新式榴弹炮的十团的一个营立即开赴苏州，一并归张治中指挥。
接到命令的张治中下令：第八十七师一部进至吴淞，主力则向上海市中心前进；第八十八师进至北站与江湾（吴淞以南）之间；炮兵十团营和炮兵八团进至真茹、大场（江湾西南）；独立第二十旅进至南翔（大场西南）。同时命令炮兵三团二营和第五十六师星夜兼程向上海前进。
十一日夜半，张治中离开苏州，率部向上海全速推进，于天亮前占领了上海市区的预定阵地。
十二日，天亮了，上海市民清早从梦中醒来，看见窗外遍的都是中国军人，惊讶地问从哪里来？怎么来得这么快？自一九三二年“一·二八”淞沪战事之后，上海市民就没有见过中国正规的陆军部队，这支军队的突然出现令他们十分惊喜：
头戴德式钢盔，身着草绿色军装、短裤，脚穿草鞋，官兵都系皮腰带，士兵手持带刺刀的新式步枪，带两百发子弹，胸前八颗手榴弹，军官腰挎盒子枪，一个个雄赳赳、气昂昂，眼神中向同胞们流露出杀敌的决心。
中国海军也奉命开始了军事行动。
十一日，三艘测量船在两艘炮艇的掩护下，对江阴下游长江航道进行了大规模破坏，先后把西周、浒浦口、铁黄沙、西港道、狼山下、姚港嘴、狼山、大姚港、通州沙、青天礁、刘海沙、长福沙、海北港沙、龙潭港、福姜山等地的各种航标一律拆除了。行动中，两艘测量船遭到日舰攻击和日机轰炸，沉没。十二日，国民政府海军部部长陈绍宽率领主力舰队前往江阴，将中国海军“通济”号、“大同”号、“自强”号、“德胜”号、“威胜”号、“武胜”号、“辰字”号、“宿字”号八艘舰艇，连同从民间征集的各种货轮商船，共计二十八艘，全部凿沉于江阴江面，用以堵塞长江航道。——中国海军老旧的军舰如果用于作战，不是日本海军现代化战舰的对手，大战来临前，或许这是这些军舰最实用的用途。但百姓衣食所寄的民船何辜？——在此开列一九三七年八月十二日，淞沪大战前夕，为了民族图存而自毁的商船之名号：“嘉禾”“新铭”“同华”“遇顺”“广利”“泰顺”“回安”“通利”“宁静”“鲲兴”“新平安”“茂利二号”“源长”“醒狮”“母佑”“华富”“大赉”“通和”“瑞康”“华新”。
但是，此次行动没有实现截获日军军舰和日本商船的目标——蒋介石的命令尚未传达到部队，宜昌、汉口、九江、南京等长江各口岸的日军军舰和日本商船，已纷纷沿着长江顺流而下，迅速通过了江阴要塞。后经查明，参加最高国防绝密会议的唯一工作人员、汪精卫的机要秘书黄浚是一个日本间谍。
被黄浚出卖的中国国防会议绝密内容不仅是封锁江阴水道，更重要的是中国军队准备在淞沪“先机下手”的战略意图以及作战计划。此时的日方对中国军队将要展开的军事行动了如指掌。
十二日，中国在淞沪地区的作战部队奉命进入攻击出发位置。——此时，为了适应战时体制，京沪警备司令部已撤销，所属部队被改编为第九集团军，司令长官张治中。张治中打电报给蒋介石求战：“本军各部队在本日黄昏前可输送展开完毕，可否于明日（即十三日）拂晓前开始攻击？我空军明晨能否同时行动？”
中国军队即将面对的是由司令官长谷川清指挥的日本海军第三舰队，其所属部队为：第十战队，司令官下村正助少将，作战舰是“天龙”号等两艘巡洋舰和三艘驱逐舰；第十一战队，司令官谷本马太郎少将，作战舰是“八重山”号等一艘驱逐舰、一艘敷设舰和七艘炮艇，多为适于中国长江作战的浅水舰艇；第五水雷战队，司令官大熊正吉少将，作战舰是“夕张”号等一艘巡洋舰和五艘驱逐舰；第八战队，司令官南云忠一少将，作战舰是“比良”号等一艘巡洋舰和三艘驱逐舰；第一水雷战队，司令官吉田庸光少将，作战舰是“川内”号等一艘巡洋舰和六艘驱逐舰；上海特别陆战队，司令官大川内传七少将，辖五个大队，每个大队约五百四十人，编有步兵中队和工兵、通信、机枪小队，配备小型坦克、轻型装甲车、山炮、野炮和高射炮等重武器。
日本海军第三舰队指挥的海军航空兵所属部队为：第一联合航空队，辖木更津航空队和鹿屋航空队，木更津航空队有96式陆基攻击机二十架，鹿屋航空队有98式陆基攻击机十八架和95式舰载战斗机十四架；第一航空战队，共有战斗机二十一架、轰炸机十二架和攻击机九架；第二航空战队，共有战斗机十二架、轰炸机十二架和攻击机十八架。
中国方面参战的是张治中指挥的第九集团军，其主要组成部队是：第八十七师，师长王敬久，辖第二五九旅，旅长沈发藻，第二六一旅，旅长刘安祺；第八十八师，师长孙元良，辖第二六二旅，旅长彭巩英，第264旅，旅长黄梅兴；第五十六师，师长刘和鼎（兼第三十九军军长）；独立第二旅，旅长钟松；第五十七师第一六九旅；上海保安总团，总团长吉章简；上海警察总队，警察局长蔡劲军；炮兵三团、八团、十团。
中国军队主力部队第八十七、第八十八师，是一九三六年由德国顾问训练的教导第一、第二师改编而成。每师两个旅，每旅两个团，直属分队有骑兵连、炮兵营、工兵营、通信营、辎重营、卫生队和特务连等。全师共一万零九百二十三人，步枪三千八百余支、轻重机枪三百二十八挺、各式火炮和迫击炮四十六门、掷弹筒二百四十三具。其中第八十八师还配属有一个战车防御炮兵连。第五十六师，系北伐战争时由皖军马祥斌部和闽军吴新田部改编，卢沟桥事变后自福建开至上海，全师下辖三个旅，共计八千一百七十人，装备较差，战斗力较弱。
以上位于淞沪地区的中国陆军总兵力约五万人。
国民政府军事委员会随后下令，将苏浙边区公署改编为第八集团军，司令官张发奎，下辖第六十一、第六十二、第五十五、第五十七师和独立第四十五旅、炮兵第二旅（欠三团）。划定的作战区域为：以自西向东流入黄浦江的苏州河一线为界，北为第九集团军，南为第八集团军。
一九三七年的中国海军装备老旧，与日本海军的实力相比，几乎没有任何制胜的可能。在淞沪地区参战的，基本属于海军部指挥的第一、第二舰队以及练习舰队和测量船队，这两支舰队中的一些老船，还是清朝水师遗留下来的，已经被沉入长江航道当障碍物使用了，真正能够与日本海军交战的舰艇，只有“平海”号、“宁海”号、“应瑞”号和“逸仙”号四艘巡洋舰，而这四艘主力舰的总吨位不足一万吨，还不如日本海军“出云”号一艘装甲巡洋舰的吨位量。
一九三七年的中国空军正属于发轫时期，飞机数量和质量与日本空军相距很大。卢沟桥事变后，中国空军二十五个主力中队奉命北上华北，迟滞日军南下。待淞沪战事将起时，以南京、广德为基地，以曹娥、杭州、嘉兴、扬州、苏州、长兴为主要机场，淞沪地区可以参战的空军只有四个大队，战机百余架。
大战即将爆发时，从中日双方在淞沪地区的军力对比上看，中国军队在陆、海、空军的武器装备上远落后于日军——海军基本上没有对抗的可能，空军只能说是略占优势，因为日军暂时能够投入的战机有限，且中国空军由于距离基地较近补给便捷。在中国军队方面，占有绝对优势的，只有地面部队的兵力总数。
“一举把日本海军陆战队扫荡出上海。”这是淞沪地区中国军队官兵们的决心。
蒋介石致电第九集团军司令长官张治中：
张司令官文白兄：
对倭寇兵营与司令部之攻击，及其建筑物之破坏与进攻路线障碍物之扫除，巷战之准备，皆须详加研讨，精益求精，不可徒凭一时之愤兴，以致临时挫折；或不能如期达成目的之气馁，又须准备猛攻不落时之如何处置，以备万一。倭菅钢筋水泥之坚强，确如要塞，十五生（十五厘米）的重榴炮与五百磅之炸弹，究能破毁否？希再研讨，与攻击计划一并详复。中正手启。
一九三七年八月十三日上午，日军海军陆战队第三大队突然越界强占了八字桥，袭击了中国守军第八十八师的步哨，两军随即发生了小规模的步哨战。八字桥枪炮声一起，日方立即说：“在商务印书馆附近的中国军队，突然向陆战队阵地进行射击”；而中方说：“日陆战队今晨违背诺言，轻启衅端，向我北区守军攻击。”
这一天张治中心绪烦乱，因为他昨夜收到蒋介石的密电：“希等候命令并须避免小部队之冲突。”——“本想以一个扫荡的态势，乘敌措手不及之时，一举将敌主力击溃，把上海一次整个拿下。但现在失此良机，似乎是太可惜了！”攻击发动前夕，蒋介石突然命令避免冲突，原因是列强们组成的“上海外交团”建议中国政府把上海设为“不设防城市”。这一建议，让“南京政府不免犹豫了一下”，“故突然命令”张治中先不要进攻。十三日上午日军向八字桥发动的袭击，令张治中心情更加恶劣：先下手的反而是日军了。
上海市市长俞鸿钧以抗议书的形式向日方提出了严重抗议：“贵方陆战队于本晨九时十五分，在北区地带急向本市区内警戒线内冲入，攻击我守军，当经我守军沉着抵抗后，因我方不欲事态扩大，除将贵方挑衅部队驱回外，并未追击，纠纷旋即停止。本市长认为贵方陆战队此举足以危害和平，妨碍治安，相应提出抗议，请烦查照，转之贵国海军当局尊重承诺，严切制止为荷。”
史称淞沪抗战为“八一三”战役。实际上，八月十三日并未开战，只是中日两军发生了小规模的军事冲突。但无论如何，这是中日两军在淞沪地区正规部队的正式接战。史称的“八一三淞沪会战”自此爆发。
只是，中日双方都没有料到，两军在中国淞沪地区的正式作战，竟然从空战开始。
按照日方拟定的作战方案，日本海军航空兵的任务，是在开战第一天对中国空军进行大规模急袭，力争取得先发制人的效果。十三日午夜，长谷川清对他指挥的海军航空兵下达了十四日清晨倾巢而出的作战命令：第二航空队空袭南京、广德、杭州机场；第一联合航空队的鹿屋航空队空袭南昌机场；第八、第十战队和第一水雷战队空袭上海虹桥机场；第一航空队以及木更津航空队作为预备队待命。
十四日黎明时分，中国东南沿海的海面上移动着一股巨大的低压气流，天空风雨交加，风速达到每秒二十二米。由于气象条件恶劣，凌晨五时三十分，长谷川清下令：等待天气好转后升空作战。
尽管日方已经得知，中国空军将大部分作战飞机紧急调向了东南沿海地区，至少在淞沪这一局部空域里，中日两军的空军力量并没有明显的优劣，但日军还是没把中国空军放在眼里。他们普遍认为，中国空军机型老旧，数量有限，舍不得拿出来血拼；且中国空军的飞行员作战经验不足，没有胆量与日军真枪实弹的作战，只要用急袭的手段把中国空军的作战飞机击毁在东南沿海几个机场的停机库里或者跑道上，中国空军就基本上等于被消灭了。
但是，这一次日本人错了。
十三日，日本海军陆战队与中国军队第八十八师小规模的冲突发，下午二时，中国空军前敌总指挥周至柔下达了第一号空军作战命令，要求部队在十四日黄昏前做好出动的一切准备。其出发机场的分配是：第九大队在曹娥机场；第四大队在笕桥机场；第二大队在广德和长兴机场；暂编大队在嘉兴机场；第五大队在扬州机场；第六大队的五队在苏州机场，四队在淮阴机场；第七大队、第十六大队在滁县机场；第八大队和第三大队八队在南京机场；第三大队十七队在句容机场。由于得知日军军舰大量麇集吴淞口，并且已经开始炮击上海市区，加之十四日中国军队的地面部队将有大动作，十四日凌晨二时，周至柔又发布了第二号作战命令：
（一）毁灭公大纱厂敌之飞机及破坏其机场。
（二）轰炸向我射击及游弋海面之敌舰。
（三）第二大队由航校霍机（霍克战斗机）掩护，以一队轰炸公大纱厂附近敌构筑之机场及飞机，以两队轰炸吴淞口向我市府射击之敌舰；吴淞口若未发现敌舰，应向集结崇明附近之敌舰轰炸之。
（四）航校霍机六架，应掩护第二大队之轰炸。
（五）第二大队及霍克队，以九时四十分到达目标为准。
（六）第五大队（欠二十八队）先集中扬州，携带五百磅炸弹于本日（十四日）午前七时准备完毕，向长江口外敌舰轰炸之，以午前九时到达目标为准。
（七）第三大队自本日（十四日）晨起，采紧急警戒姿态，担任首都之防空。
（八）第六大队仍不断侦查海面，特须侦查敌航空母舰之行踪……如发现敌航空母舰时，则加马力飞回，迅速报告。
（九）本日（十四日）出动之空军，以达成轰炸任务为第一目的，切忌与敌在空中作战……
（十）各驱逐机在离地之前，遇敌机来袭时，应在地面拉脱炸弹，立即起飞应战，以掩护友机之起飞。
（十一）十四日开始轰炸后，应迅速准备连续轰炸，至敌舰毁灭为止……
十四日晨七时，杭州笕桥机场，中国空军第三十五独立队的五架寇蒂斯BT-32型轰炸机起飞了——风急雨猛，云高三百米，在恶劣气象条件下，日军在等待天气好转，中国空军却果决地升空了——五架轰炸机成楔形队形，以一千五百米的高度，冒着日军密集的地面高射炮火，直扑公大纱厂的日军阵地和军械库，命中目标后全部安全返航，部分飞机机身上弹孔密布。
八时四十分，第二大队副大队长孙桐岗率领二十一架诺斯罗普-2E轻型轰炸机，携带十四枚二百五十公斤炸弹、七十枚五十公斤炸弹自广德机场起飞，兵分两路轰炸日军的公大机场、汇山码头以及吴淞口海面上的日军军舰。轰炸机场和码头的飞机在八百米投弹，全部命中目标。轰炸吴淞口日军军舰的轰炸机，由于能见度很差，投弹后效果不详，但是被轰炸的日舰已经开始向长江入海口逃窜。返航时，二十一架轰炸机有六架因天气恶劣迫降其他机场，两个小时后全部归队。
九时二十分，第五大队大队长丁纪徐驾驶霍克式驱逐机，携带五百磅炸弹一枚，自扬州机场起飞，沿着长江寻找日舰，在南通附近江面发现日军驱逐舰一艘，俯冲投弹后，日舰舰尾中弹，随即沉没。
长谷川清没有想到中国空军能够不顾恶劣气象条件抢先下手了。当停泊在吴淞口外的第三舰队旗舰“出云”号受到攻击时，他决定不顾天气是否转好命令航空兵立即出击。
午后，在新一轮的轰炸中，中国空军第五大队、第二大队以及三十五队的飞机，先后轰炸了上海日军海军陆战队司令部和日军基地公大机场、汇山码头等地。日军显然加强了防空火力，第五大队被击落一架驱逐机，击伤两架；第二大队的轰炸机被击伤两架。
中国空军在黄浦江上空冒着日军高射炮的弹幕，毫不畏缩奋勇轰炸日军的面目标和军舰的作战，让上海市民进入一种难以名状的兴奋中，他们纷纷跑向外滩，登上各个大厦的楼顶观战，欢呼雀跃之声响彻整个城市。
日军海军陆战队在大规模轰炸中伤亡惨重，因此不断呼叫空军请求援助。但是，第三舰队的空战飞机多是舰载飞机，由于风浪太大，舰载飞机无法在军舰上安全起降。长谷川清只好命令驻守台北的鹿屋航空队升空，拦截中国空军的轰炸机，摧毁上海周边中国空军的主要机场。
笕桥机场是中国航空学校所在地，也是中国空军在淞沪作战的主要基地，于是成为日军鹿屋航空队发动袭击的首选目标。
杭州上空，狂风暴雨。
中国空军第四大队，原定用于华北作战，已于八月四日飞抵周家口机场，但十三日那天接到命令：全队向杭州笕桥机场转场。十四日，大雨滂沱中，全队三十二架飞机有的无法起飞，有的因为跑道过于泥泞而发生事故，仅有二十七架战机安全飞抵笕桥。刚刚着陆，敌机靠近机场的战斗警报就响了。大队长高志航命令全队紧急加油。没等全部飞机加油完毕，鹿屋航空队的九架飞机已经进入杭州空域。这些日式双翼轰炸机在风雨中努力保持着队形，摇摇晃晃地终于从雨云的缝隙中发现了笕桥机场。突然，他们看见中国空军的飞机迎面而来。首先紧急起飞的是大队长高志航和二十一队分队长谭文，两人当即将一架日军飞机击落。日机发觉中国空军在此有备，迅速拉升进入云层躲避，但第四大队升空的飞机已经追击而来。二十二队队长郑少愚在曹娥江上空追上了一架日机并将其击落，二十一队队长李桂丹和队员柳哲生、王文弾也合力击落一架日机。
空军初战的结果，令日本人大感意外。
木更津航空队队长石井义因羞愧难当剖腹自杀。
激烈的空战发生在一座人口稠密的繁华城市上空，对于这座城市的市民而言无疑是一场悲剧。大量的航空炸弹直接落在了上海城区内——有的是日军飞机投掷的以及军舰上的舰炮发射的，有的是中国轰炸机轰炸黄浦江上的日舰时投掷误差造成的。被驻上海的外国通讯社称之为“黑色星期六”的这一天，两颗重磅炸弹落在了距外滩不远的公共租界与法租界相邻的虞洽卿路（今西藏中路）和爰多亚路（今延安东路）相交的大街上，那里有一个由上海著名的娱乐公司大世界设立的救济站，五千多难民每日到那里领取救济粥。炸弹爆炸的那一刻死伤无数：“第一枚炸弹在马路的沥青路面上爆炸；而第二枚炸弹，显然是在离地面数英尺的空中爆炸的。由于弹片的散落，人员死伤特别多。数十辆汽车挤成一团，车内的人们不是被碎弹片击伤，就是因车子油箱爆炸燃烧而活活烧死。至于街上的数百名行人，则被炸得尸肉横飞，四分五裂。最惨不忍睹的场面是在大世界游乐场前面的广场上，数千难民当时正簇拥在施粥站前。血肉模糊的尸体中有男人、女人，还有孩子，大部分人的衣服都被烧光。后来，尸体都被堆在这幢建筑物的旁边，其高度惊人有五英尺。”接着，又有五颗航空炸弹落在了繁华的南京路上，在两家上海最著名的饭店——汇中饭店和华懋饭店的大门口爆炸，当时的南京路上挤满了欲去租界里避难的难民，即刻又有数百人死伤。那一天，驻上海的美国《密勒氏评论报》主编鲍威尔的记述是：“生平第一次看见人血汩汩流入下水道的惨象。”美国总统罗斯福的妻子埃莉诺·罗斯福正在上海访问，她目睹了“毫无防卫能力的平民百姓，惨遭杀戮和毁灭”的惨状，立即给中日双方的领导人发出电报，呼吁停止轰炸公共租界。在发给日本内阁首相的电报中罗斯福夫人说：
我今天致电蒋介石夫人，希望在上海租界的无辜平民的生命得到保障前，暂停轰炸上海。由于数量过多的日本陆海军部队出现在上海公共租界的边界内外，使得中国方面认为他们必须采取必要的军事措施加以防卫。我请求阁下设法使上海中立化，并使非战斗人员获得安全。鉴于贵国皇室过去对我的友谊，故致电向你请求。
罗斯福夫人的电报，令日本海军第三舰队旗舰“出云”号驶离了它之前的停泊地点，即避开了“上海市区的正面”。只是，“出云”号的驶离，令中国空军的轰炸“从上海市区的边缘向外延伸”，日本海军也用舰载重炮“越过上海市区”轰击中国军队，这就使得上海郊区的百姓又死伤无数。
作为淞沪战场最高指挥官，张治中目睹了上海市民的遭遇，他特别发表声明告诉百姓：“和平确已完全绝望，牺牲已到最后关头”，中国军队与日本侵略者不共戴天，必以“当年喋血淞沪、长城之精神，扫荡敌军出境，不达保卫我领土主权之目的，誓不终止”。同日，国民政府发表《自卫抗战声明书》，宣示抵抗侵略的决心不可动摇，因为“中国决不放弃领土之任何部分”：
……中国之领土主权，已横遭日本之侵略，国联盟约、九国公约、非战公约，已为日本所破坏无余。此等条约，其最大目的，在维持正义与和平。中国责任所在，自应尽其能力，以维护其领土主权，及维护上述各条约之尊严。中国决不放弃领土之任何部分，遇有侵略，惟有实行天赋自卫权以应之……
十四日下午，张治中下达了总攻命令。
在猛烈的炮火准备后，中国军队第八十七、第八十八师向日本海军陆战队阵地发起了攻击。——与空战相反，在兵力上占据绝对优势的中国军队，当地面进攻开始后，即刻遭遇了重大伤亡。
第八十八师是最早进入淞沪地区的部队。早在卢沟桥事变发生不久后，这个师就已派出部分官兵化装成保安队分批潜入上海市区，并对市区内的战场进行了详细侦查。师主力于十一日夜乘火车急运上海后，师长孙元良命令部队抢占火车北站、宝山路、八字桥和江湾路一线，沿着上海至吴淞口的铁路线，建立起自南向北延伸的轴心阵地。第八十八师官兵面对的日军阵地，是以汇山码头为起点、以日军海军陆战队司令部为终点，沿着吴淞路、北四川路直至虹口公园的一条背靠黄浦江的线形防御阵地。按照预定作战计划，第八十八师需集中兵力在第一时间击毁日军海军陆战队司令部。
攻击开始后，原来据守前沿的第二六二旅以火车北站为中心在右翼牵制日军，黄梅兴旅长指挥的第264旅为主攻部队从左翼突进直扑日军海军陆战队司令部。自知兵力不足的日军节节抵制，尽量拖延时间以待援军。两军面对面相搏，作战技能和武器装备的差距立即显现。日军作战意志顽固，单兵武器精良，加上“一·二八”事变后的多年经营，各个据点都有高大的围墙以及密集的明碉暗堡。这些明碉暗堡多为钢筋水泥建筑，十分坚固，经得起五百磅以上炸弹的轰击。特别是在虹桥与吴淞之间的江湾路一线，日军建筑以厚钢板为主体的防御工事，火力配备十分密集。攻击开始的时候，第八十八师德国军事顾问决定，按照德军的作战样式，在突击正面组织一支五百人的突击队，对日军阵地实施“闪电战”。突击队的行动被取名为“铁拳计划”。这个旨在先行捣毁日军指挥部的突击计划，策划得近乎完美：选择日军阵地的薄弱点，五百精壮士兵配备轻便的自动武器，由一个炮兵营专门为其炮火开路支援，以便形成一个拳头猛插狠攻进去。但是，尽管带队营长刘宏深身先士卒，士兵们勇猛冲击，却还是几乎每前进一米的距离都要用战死士兵的尸体铺路，日军凶猛的火力令中国军队在正面攻击时付出了惨重的伤亡代价。最终，“铁拳计划”没有成功。营长刘宏深，湖南醴陵人，黄埔军校第五期毕业，阵亡时年仅二十八岁，新婚不足百天。中国左右两翼的攻击部队，在炮兵支援不利的情况下拼死向前。随着中国官兵的决死推进，其攻击前锋已至距日军海军陆战队司令部不远的地方，日军终于在抵抗线上显出了退却的迹象，一些日军士兵开始向租界方向逃跑。但是，就在这时候，一发炮弹击中了第264旅的前敌指挥所，旅长黄梅兴、旅参谋主任邓洸以及通讯排三十多名官兵当场全部阵亡。黄梅兴，广东平远人，出身贫苦，一九二四年考入黄埔军校第一期。一九三二年上海爆发“一·二八”事变时，身为第264旅五二八团团长的他，奉命率部增援与日军作战的第十九路军。在著名的庙行战役中，五二八团不但扼制了日军深入的企图，且以顽强的意志和强大的火力逐步迫使日军后退。因战功卓著，战后他升任第264旅旅长，晋级为陆军少将。黄梅兴旅长的阵亡和前敌指挥所的被毁，令中国军队最前沿的攻击部队失去了指挥，攻击不得不停止。
此战没有达成攻占日军海军陆战队司令部的目的。
攻击停止后，经过清查，在数小时的攻击中，担任主攻的第264旅，包括旅长在内伤亡千人，其中五二七团就有七名连长阵亡。
十四日晚上，张治中突然接到蒋介石电令：“今晚不可进攻。另候后命。”
无法得知蒋介石为什么命令停止攻击。
至少有一点可以肯定，那就是这一天的战斗让中国军事统帅部意识到，之前对中日两军在综合战力上的衡量与预计存在着严重失误。——至少在淞沪会战开始的时候，中国军队的兵力是日军的十倍，这个“十比一”的战场兵力对比比例，在今后长达数年之久的战争中，对中国方面的战役决策与部署影响甚深。
十四日，日本召开内阁会议，会上讨论了一系列急需明确的问题：局势发展到今日是否已不再是不扩大但也还不是全面战争？战争的目的何在？是否应该把“华北事变”改称为“日华事变”？继而有必要对中国宣战？最后的结论是：“筹划战时形势下所需要的各种对策”；向第三、第十一、第十四师团等下达紧急动员令。
十五日，中国军队没有发动全线攻击。为了迫近日军海军陆战队司令部，为了给再次开始的总攻击做准备，中国军队第八十七、第八十八师组织了突击队向日军阵地实施渗透，并多次突破日军的防线，占领了五洲公墓、爱国女校以及粤东中学等日军据点。第八十七师突击队甚至一度攻入日军海军倶乐部，将陆战第一大队第二中队中队长贵志金吾击毙。同时，中国海军电雷学校的两艘鱼雷快艇向日本海军第三舰队旗舰“出云”号实施了一次鱼雷攻击，但是没有成功。
鉴于十四日海军航空兵在作战中的惨败，十五日，日本海军第三舰队的作战飞机几乎倾巢而出对中国空军实施报复性攻击。早晨七时三十分，鹿屋航空队的十四架攻击机从台北机场起飞，前往攻击南昌机场；九时十分，木更津航空队的二十架攻击机从大村机场起飞，袭击南京机场；与此同时，十六架94式舰载轰炸机、十三架96式舰载攻击机和十六架89式舰载攻击机，从吴淞口外的日军“加贺”号航空母舰上起飞，前往攻击绍兴、笕桥、嘉兴等机场。也是从早晨七时起，中国空军的第五、第二、第六和第七大队相继带弹升空，对日军军舰、日军海军陆战队司令部以及日军虹口军营进行轰炸和袭击。驻扎杭州笕桥机场的中国空军第四大队在警报声中登机起飞，在大队长高志航的率领下，迎击从“加贺”号航空母舰上起飞的日机机群。中国空军飞行员凭借胆量和仇恨，冲入敌机机群展开如同陆地上拼刺刀般的格斗，先后有五架日军飞机被击落和击伤。木更津航空队在南京上空也遭遇中国空军的拦截和追击，飞机被击落四架，击伤六架。十五日中日空战的最后统计是：日军损失飞机二十架，中国空军仅损失九架。如果说这一天中国空军有损失的话，主要不是来自空战，而是自己造成的混乱：第九大队从河南许昌机场向浙江曹娥机场转场时，有九架飞机因找不到目标试图在杭州机场降落，因被中国的地面部队误认为是日本飞机而遭到炮火射击，降落时又与机场上停着的飞机相撞，结果这些飞机尚未参战便损失惨重，而它们都是国民政府刚从美国购置的崭新的雪腊克超低空攻击机。
十五日，日本裕仁天皇批准了参谋本部下达的“临参命第七十三号”，即派遣军队“占领上海及其北方地区要线”的命令：
命令
一、上海派遣军派到上海。
二、上海派遣军司令官应与海军协力扫灭上海附近之敌，占领上海及其北方地区要线，保护帝国臣民。
三、动员管理官应各使其动员部队到达国内乘船港口。
四、中国驻屯军司令官应将临时航空兵团中之独立飞行第六中队派往上海附近，编入上海派遣军司令官隶下。
五、上海派遣军编制内之部队，自国内港湾出发时开始，即解除各该动员管理官之指挥，编入上海派遣军司令官隶下。但独立飞行第六中队，自到达上海附近时起，编入上海派遣军司令官隶下。
十五日，蒋介石急电张治中：“第三十六师或钟松旅，加入第八十七师方面，预定明天拂晓全线总攻击，一举歼灭敌军，占领虹口为要。”为了配合地面部队作战，十六日，中国空军出动轰炸机轰炸日军据点，在江苏句容机场上空，两架日军战机被击落。十七日，中国空军第五大队的八架霍克式驱逐机轮番向日军海军陆战队司令部所在地俯冲扫射并投掷炸弹。空战中，中国空军年轻的飞行员表现出惊人的英勇无畏。隶属于第五大队二十五队的飞行员阎海文驾驶的第2501号战机在俯冲时被地面炮火击中，阎海文被迫跳伞，落在了日军阵地附近。十几名日军端着枪向他跑来，边跑边喊着“支那飞行士投降”，阎海文拔出手枪还击，当场击毙数名日军，然后从容地举枪自杀。阎海文，辽宁北镇人，“九一八”事变后毅然从军，毕业于中央航校第六期，卢沟桥事变后由南昌驻防淮阴，牺牲时年仅二十岁。目睹了中国空军军官的英勇，战斗结束后日军就地厚葬了阎海文，为他竖立的墓碑上题有“支那空军勇士之墓”的字样。日本《大阪每日新闻》为此发表通讯，说中国青年飞行员的勇猛证明：“中国已非昔日之支那。”
中国军队的轰击不断，日军第三舰队司令官长谷川清终于感到了处境的危险。十六日一天之内，他接连向东京海军部发去三封求援电报，说他的陆战队损失惨重，必须得到增援，一天都不能等了；又说预料日后还有激战，如国内紧急派兵困难，请求先将驻扎旅顺的特别陆战队调来增援。晚上，长谷川清紧急命令第一、第二特别陆战队的两个大队共计约一千四百余人，搭乘第四水雷战队的舰只自旅顺港起航火速赶往上海。
中国军队预定的攻击部署，是不求攻坚而求寻找日军阵地的缝隙猛烈穿插。但是，自十六日起，在每一条攻击路线上，中国军队的攻击都被日军坚固的防御工事和装甲车支援的防御火力所阻止，预计的穿插行动在总攻发起不久后就变成了攻坚战。中国炮兵的火力凶猛，弹着点也准确，但由于缺乏燃烧弹，一般的爆破弹对日军坚固工事的破坏效果不明显。第八十八师奉命向八字桥、法学院、虹口公园一线攻击，部队伤亡巨大，仅在法学院一处的阵亡官兵就有近一个营。第八十七师奉命攻击日军海军俱乐部、海军操场、沪江大学以及公大纱厂等处，尽管师长王敬久报告已经占领了海军倶乐部和海军操场，但实际上中国军队仅仅将日军逼到了四层楼的油漆公司据点里，并由于日军的死守双方形成对峙。
中国军队的全线攻击开始不久后，蒋介石突然下令再次停止攻击——这是上海战事爆发以来的第三次——这一次的原因是，蒋介石获悉，英、美、法三国政府已正式向日本政府提出：将上海作为中立区，中日两军同时撤出上海。
然而，中国军队停止攻击的时候，从旅顺增援来的日军海军特别陆战队抵达了上海。同时，从日本国内出发的陆军第三、第十一师团正向中国淞沪地区集结。
十九日，日本政府明确拒绝了将上海作为中立区的建议。
蒋介石再次命令第九集团军全线出击。
这或许是在日军陆军增援部队到达之前，将日军海军陆战队赶下海去的最后时机了。接近黄昏时分，第八十七师师长王敬久给张治中打来电话，说他的左翼部队已经突入杨树浦租界和岳州路附近。张治中决订立刻扩大战果，全力突破日军汇山码头阵地，将日军沿黄浦江布设的防线切成两截，然后从南北两面实施压迫，以期一举将日军歼灭。此时，增援的中国军队第三十六师（师长宋希濂）和第九十八师（师长夏楚中）已经到达战场，张治中率第九集团军司令部也抵达了位于江湾的第八十七师司令部。张治中的部署是：第三十六师向汇山码头发动攻击，第九十八师第二九二旅归第三十六师指挥；第九十八师第二九四旅归第六十七师（师长黄维）指挥，加入该师的左翼，向沪江大学、公大纱厂发起攻击；刚刚从南京抵达的装甲战车两个连和战防炮一个营也被配备给了第八十七师。
中日两军在上海繁华市区的街垒战又一次开始了。
中国空军再次大规模升空，为支援地面部队轰炸日军军舰和日军阵地。但是，空军的攻击刚一开始，飞行员们便感到了异样：只要中国空军的飞机升空，无论是从哪个机场起飞，立即就会遭遇日军战机的拦截，日军战机到来的速度之快，仿佛早已得知中国空军的作战时间表。同时，日军轰炸机相当精确地轰炸了中国军队的重要目标，其中有的目标极其保密，如南京兵工厂、南京中央陆军小学以及中国军队的参谋本部。尽管在轰炸地面防空火力极其密集的南京兵工厂时，日军海军航空兵大尉飞行员梅林孝次被击落，但日军轰炸的精准程度令中国方面立即意识到，很可能是空军使用的电报密码泄露了。于是，即刻更换空军的密码，同时在重要地区对日本间谍展开大规模的搜捕。
尽管如此，中国空军的英勇无畏再一次震撼了日本人。十九日上午，中国空军第二大队奉命起飞轰炸日舰，当飞临吴淞口外的日军海军第三舰队上空时，十一队队长沈崇诲和队员陈锡纯驾驶的第904号双座轰炸机突然发生机械故障。沈崇诲立即决定飞离机群处置情况。沈崇诲，清华大学毕业后投考空军，入航校后学习驾驶轰炸机，毕业时成绩名列第一。因早已抱有以此身雪国耻的愿望，遂决心用自己的飞机去撞击日舰与敌人同归于尽。飞到中国军队阵地上空时，他指示陈锡纯立即跳伞逃生，明白队长决心的陈锡纯用手一次次的指点下面的日舰，用点头的方式坚决表示愿和队长一起赴死。沈崇诲大吼一声，开足马力，推下机头，挂有一枚八百磅炸弹的中国空军飞机笔直地俯冲而下直接撞向了日军战舰“出云”号的甲板。
“出云”号顿时火焰冲天，两名中国青年军人粉身碎骨。
仰天观看空战的上海民众在那个瞬间不禁泪飞如雨。
中国地面部队的攻击依旧艰难缓慢。在攻击杨树浦时，尽管有装甲车助战，第八十七师付出巨大代价后，收效甚微。以杜聿明为团长的南京装甲团，是当时中国军队仅有的一支坦克部队，奉命开到前线的是配备自重七吨的装甲战车的两个连，两位年轻的连长都是黄埔军校第六期的毕业生。当张治中命令他们协助突破杨树浦时，两个连长表示，状况好的战车都调往北方了，开到这里的是刚从修理厂拉出来的战车，还带着故障，不怎么好使。张治中的命令是：“你的坦克不攻入，休来见我！”中国军队平时没有步坦协同的训练，步兵只知躲在战车后面，不知战车需要火力掩护，当战车冲进杨树浦街市后，因前进的速度与武器的操作都不能尽如人意，几辆战车先后被日军击毁，两名战车连长当即阵亡。事后张治中懊悔不已，许多年后回想起来“还觉得难过”。
原驻守上海的中国军队第三十六师，与正在淞沪地区血战的第八十八师是“姐妹师”，都是由原国民政府警卫部队改编而成。第三十六师曾因西安事变而移驻西安，八月十三日，师长宋希濂才接到率部紧急开赴上海的命令。路上，民用列车一律为这辆军列让路，军列不但畅通无阻，而且因是去上海前线打日本，沿途受到各地百姓的热情款待，在南京、镇江、常州、无锡和苏州车站，欢送第三十六师的百姓人山人海，饼干、罐头、糖果、香烟等慰问品被密集地扔进车窗，将第三十六师的官兵们感动得不知如何是好。
抵达淞沪战场后，第三十六师的攻击位置在第八十七师与第八十八师之间的天宝路一线。令宋希濂师长没有想到的是，攻击刚刚开始，部队就出现了巨大伤亡。二一五团二营一度攻入华德路十字路口，并在街巷内与日军展开了肉搏战。日军用坦克阻塞住路口，集中火力猛烈射击，二营三百多名官兵全部阵亡。担任攻击汇山码头任务的是二一二团和二一六团。自二十日开始，二一二团和二一六团逐屋争夺，顽强推进，致攻守双方伤亡都很大。二一六团团长胡家骥是员身先士卒的猛将，攻击过程中，他的两名卫士一名阵亡一名重伤，他自己身上也有五处中弹。当中国军队终于逼近汇山码头时，日军支撑不住了，争相向外白渡桥方向逃跑，然后纷纷向桥南的英军投降。抵近码头的中国官兵无法摧毁坚固的铁栅栏门，胡家骥团长冒着弹雨率先往铁门上爬，士兵们在他的身后跟进，但日军侧射火力猛烈，第三十六师部队终因伤亡太大，还因预定协同作战的第九十八师迟迟未到，最终被迫退回。——“仅汇山码头一战，我师伤亡五百七十余人。敌军除向英军投降外，死伤也不下四百余人。”战后，师长宋希濂认为，第三十六师对汇山码头的攻击，是“最精彩、最激烈、功绩卓著”的一仗。
淞沪战事至此，已容不得任何犹豫不决。但是，在中国的军政高层内部，对于是否应该开辟淞沪战场，是否应该在淞沪战场继续打下去，各方的意见竟然未能完全统一。而这种意见不一，于中国当时的历史命运来讲是十分危险的。
八月十四日，蒋介石急电令正在庐山负责军官训练团事务的陈诚火速回京（南京）。陈诚于十六日凌晨二时抵达后，蒋介石布置给他三件事：一、华北和晋陕将领要求派陈诚到华北指挥作战；二、陈诚必须立即去上海了解张治中的作战情况并协助之；三、迅速编订中国军队抗战的作战序列。
陈诚初入军中就任孙中山大元帅府的警卫连长，黄埔军校成立后在蒋介石麾下参加讨伐军阀的征战，到北伐战争结束时已经成为指挥五个警卫团、两个炮兵团的中将司令。西安事变发生时，正值他从太原到达西安向蒋介石汇报与阎锡山接洽晋军出兵增援绥远抗日事宜，结果与蒋介石一起被张学良扣押。陈诚告诉张学良，如果蒋介石遇害，就先一步将他枪毙。可谓是国民党内追随蒋介石最久、深得蒋介石信任的人。十六日当天，陈诚即与江西省政府主席熊式辉一起赶赴上海。十八日两人返回南京后，熊式辉问是否需要统一意见再汇报，陈诚答可以各自报告视察情况并提出相关建议，以便最高统帅部能够多一份参考。事后陈诚得知，熊式辉的建议是中国与日本“不能打”。而他向蒋介石提出的是：中国与日本，“不是能不能打的问题，而是要不要打的问题”。
……敌对南口在所必攻，同时亦为我所必守，是则华北战事扩大，已无可避免。敌如在华北得手，必将利用其快速部队，沿平汉路南犯，直趋武汉；如武汉不守，则中国战场纵断为二，于我大为不利。不如扩大淞沪战事，诱敌至淞沪作战，以达成二十五年（一九三六年）所预定之战略。
陈诚认为：日军已经占领平津，如果淞沪战场始终僵持，华北的日军就可以腾出兵力沿着平汉铁路南下攻击中国的华中重镇武汉。一旦日军得手，集中了中国政治、经济、文化中心的东部地区，将被日军于平汉铁路东西两边“纵断”为两个战场，即淞沪与武汉，而在这两个战场的中间就是首都南京。因此，目前必须扩大上海的战事以分散日军的兵力。而所谓达成一九三六年“预定之战略”，即指一九三六年国民政府初步拟定的对日战争基本策略：“持久战、消耗战、以空间换时间。”蒋介石非常认同陈诚的判断与策略，当即表示中日战争“一定打”。陈诚马上建议：“若打，须向上海增兵。”
当日，国民政府军事委员会任命陈诚为第三战区前敌总指挥兼第十五集团军总司令，立即赶赴淞沪战场指挥作战。同时下达了增调部队赴沪参战的命令：位于长沙的第十五师（师长汪之斌），由汉口乘船，限九月五日抵达南京；位于江西的第十六师（师长彭松龄），即刻开赴苏州，限九月二日在嘉兴集结“候命”；位于温州的第十九师（师长李觉），除一个团留守外，其余部队限九月六日到达杭州；第六十三师（师长陈光中）前推至松江或平湖一线，限八月十九日必须到防；第一军（军长胡宗南）“除留一旅在徐州外”，其余部队速通过京沪路运送，限九月一日集结完毕。
几乎是同一时间，日军上海派遣军司令官松井石根也制订了增援上海的作战计划：
（一）与海军协同，以一有力兵团在川沙镇方面、以主力在吴淞附近登陆，击败当面之敌，尔后占领上海及其北面的重要地带，保护帝国臣民；
（二）二十三日黎明起开始登陆，尔后以在川沙镇附近登陆的十一师团迅速进入罗店镇，对嘉定进行攻击，并准备尔后向南翔及顾家宅附近前进。在吴淞附近登陆的第三师团要确保吴淞附近，并准备向大场镇附近前进。
日军的作战目标是：从登陆地南下，控制沪宁铁路，切断上海与南京的交通，对上海市区内的中国军队形成包围之势，然后从侧背发起攻击歼灭中国军队。松井石根要求海军主力在距上海西北四十五公里的杭州湾以及扬子江上游发动佯攻，以掩护陆军登陆；还特别要求在第三师团登陆时，海军特别陆战队为掩护部队。
二十二日，中国军队集结的战线位置是：南起上海北站，沿横浜路、五卅公墓、爱国女校、狄家浜南，沿沙泾港、欧家路、唐山路、华德路，至沪江大学北端。中国军队淞沪战场上的主力部队与日军第三舰队海军陆战队，对峙于从苏州河北岸一直向北延伸至黄浦江沿岸的川沙口、狮子林、宝山、吴淞一线的地域。与此同时，仅有少量战斗力极弱的杂牌军和保安队被部署在海岸地区。这导致了当日军陆军主力师团登陆的时候，来自中国海岸的抗击微弱得令日军难以置信。
二十三日，日军第十一师团从上海东南方向的海面上换乘小型舰艇沿黄浦江北上，于凌晨时分集结于川沙口的停泊处，五时从川沙镇的北面开始强行登陆。负责川沙镇附近守备的仅有中国军队第五十六师的一个连。一个连的中国官兵根本无法抵挡日军潮水般地涌入。成功登陆后的日军很快占领川沙镇，并派出一部兵力直逼重镇罗店。——罗店位于川沙镇以南，吴淞以北，宝山以西，以这里为支撑再向南，便是嘉定（陈诚部指挥部）、南翔（张治中部指挥部），还有沪宁铁路，越过沪宁铁路便可直达日本海军第三舰队在上海的虹桥军营。
登陆日军遭到了中国空军的攻击。
这些从日本本土出发的陆军官兵，想到了登陆时可能遭遇中国守军的手榴弹、枪弹、火炮，甚至是传闻中血淋淋的大刀片，他们根本没有想到中国空军的轰炸机、驱逐机和攻击机会飞到他们的头顶上实施攻击。中国战机飞得很低，引擎声轰鸣作响，日军都能看见中国飞行员的护目镜一闪一闪的反射着东方海岸薄明天色的微光。突然，这片微光炸裂开来——中国战机扔下炸弹并开始猛烈扫射。
日军海军第三舰队的舰载机很快升空拦截中国战机，中国战机除了少量的轰炸机外，大部分是载弹量很小的驱逐机和侦察机，最终没能对日军的大规模登陆形成根本的威胁。
日军第三师团的登陆先遣部队在驱逐舰舰炮火力的掩护下，于凌晨三时在吴淞镇南约三华里的铁路轮渡码头以及吴淞镇正南方向的张华浜强行登陆。守备该处的中国保安团和警察总队虽然进行了抵抗，但终因势单力薄根本无法阻止日军。登陆后的日军先遣队很快突破至军功路一线，试图为后续部队建立起巩固的滩头阵地。中国军队教导总队二团在日军猛烈的舰炮轰击中，在日军登陆先遣队的轻重机枪构成的火网中，强行连续发起反击，双方都出现了严重伤亡。冲在前面的日军是第三师团第六联队，联队长仓永辰治大佐。这是一个心事重重的军官，自日本上船后就一直面色阴郁。十天前，部队刚刚进行参战动员，他接到了妻子病重的消息，那时候第六联队的军营已经封闭，任何人都不许外出不许与家人联系。乘船向中国来的海路一路颠簸，他捧着妻子和两个儿子的照片不思寝食。二十三日凌晨，作为登陆先遣队的指挥官，他收藏起妻子和儿子的照片，率领他的士兵冲上了中国的海岸。但是，就是在那一时刻，他的师团长藤田进中将接到了国内留守部队发来的电报：仓永辰治夫人已去世五天四夜，留守部队获知消息后，派人前往处理时，尸体已经腐烂，现已将尸体火化并保存了骨灰。仓永辰治大佐的两个儿子，十三岁的太郎和十岁的次郎，因无人监护已被送进少年军校。考虑到第六联队正在投入战斗，藤田进没有把电报的内容告诉仓永辰治。不久，前方传来消息：仓永辰治大佐在向中国阵地冲锋时，心脏部位被重机枪子弹击中，带着对妻子和儿子的牵挂阵亡。仓永辰治至死都不知道他的妻子已经离他而去；仓永辰治更无法想到，在他阵亡四年后，他的长子仓永太郎已经十七岁，作为一名日军士兵，在跟随部队赴南洋吕宋岛强行登陆时，被美军的机枪子弹射中，射中的部位也是心脏。——日本佐贺县的一个家庭就这样在战争中毁灭了。
日军顺利登陆后不顾一切地迅速扩展，中国军队数次反击，但罗店和宝山还是在短时间内相继失守。宝山位于黄浦江江口，如上海之门的钥匙；而罗店在淞沪的侧背，日军占领罗店后就可沿浏沪公路向南直接攻击大场和嘉定，中国军队重要的后方联络线沪宁铁路也将受到严重威胁。此时，中国军队的精锐部队第十八军第十一师（师长彭善）、第十四师（师长陈烈）、第六十七师（师长黄维）都已抵达战场，第2十师（师长王耀武）和第六师（师长周晷）也在增援上海的路上。张治中建议对上海市区内的日军采取防御态势，集中兵力阻截歼灭登陆的日军。陈诚表示同意，二十三日，他向蒋介石报告了作战部署：
为击灭狮子林、川沙登陆并继续围攻淞沪之敌，拟定新部署如左：（一）淞沪围攻军由张总司令（张治中）指挥，仍继续进行攻击。同时并在原攻击阵地作固守准备。（二）第十八军之第十一、第十四、第五十六师诸部由职指挥，任沿江已登陆之敌之歼灭（三）第十一师、第六十七师、第九十八师、炮兵第十六团为右翼军归罗军长卓英指挥，对狮子林、川沙未登陆之敌行歼灭战。（四）第五十六师、第十四师为左翼军，归刘军长和鼎指挥，协同左翼队攻击，并任浏河口以西沿江要点守备，阻击敌之登陆。（五）第六师、第五十一师位置于南京、苏州间铁道两侧地区为总预备队。（六）职现在苏州部署中。
此时，中国军队在淞沪战场实际上已经形成两个作战集团，即张治中的第九集团军和陈诚的第十五集团军。其基本分工是：张治中所部继续与上海市区的日军海军陆战队对峙，陈诚所部全力抗击日军增援而来的登陆部队。
如果不把登陆日军遏制住，稳定前线的局势，中国军队的战线就会有崩溃的危险。为防日军包抄中国军队的后路，张治中决定亲自去前线设法挽救危局：
从南翔到江湾只十几里路，本不算远，但我们一出门就碰上了敌机，三架至九架，不断地在上空来往轰炸扫射。我本来坐的小汽车，敌机临头，我就下车隐蔽，敌机转头，又马上前进；但走不多远，敌机来往太多，小汽车不能再坐了，我穿着一双马靴徒步走去。中途遇见一个骑脚踏车的传令兵下车向我敬礼：“怎么，总司令走路？”我也来不及对他说别的了，骑上他的脚踏车就走。一路上，我一会停止掩伏，一会又乘隙前进，就这样冒险赶到江湾叶家花园八十七师师部，才把正面军心稳住。我到了江湾，决定不顾任何困难，抽调十一师、九十八师迎击登陆敌人。那时由正面抽出这些部队真不容易，且因敌机狂炸、扫射，部队简直无法行动。十一师师长彭善在初接到调动命令时对我说：“简直炸得不能抬头，怎么办呢？”我说：“不能抬头也得走，难道我能从南翔一路冒轰炸走到江湾，你们就不能从江湾走到罗店吗？”就在这个万分危急的局势下，抽调两个师迎敌。由于这样一个迅速的部署，才把已经失去的罗店收复。
第十一师第三十三旅的官兵杀进罗店时，在死亡的日军士兵身上搜查，方得知在这个方向登陆的日军是第四十三、第四十四联队和工兵第十一联队。
尽管有所准备，但中国军队在抗击日军登陆部队的作战中出现的巨大伤亡，还是出乎预料——“往往一个部队，不到几天就伤亡殆尽地换下来了。我亲眼看见教导总队那个团，整整齐齐地上去，下来时，只剩下几副伙食担子了。”二十五日，蒋介石在南翔召集师长以上将领会议时特别指出：“纵观近日之战况，我军伤亡奇重。战争固不能免于伤亡，然指挥失当致增伤亡，牺牲殊无价值。我军缺点在于攻击实施之先，未能充分考虑，率尔从事，牺牲遂大。今后应悉心研究，当攻则攻，当避则避。”
登陆的日军也同样伤亡很大。由于中国军队主力部队陆续到达，阻击作战勇猛顽强，日军后续部队的登陆作业很难展开。随着作战双方伤亡人数的增加，战局看上去很难转变。已经登陆的日军请求海军支援，海军航空兵立即对中国军队阵地进行狂轰滥炸。直到二十五日中午，日军第十一师团和第三师团的第五旅团才全部登陆完毕。
由于罗店是双方都必须保持的战场支撑点，登陆后的日军立即对罗店实施了反攻，争夺与反争夺的战斗演变成惨烈的拉锯战。
二十五日夜，坚守罗店的第六十七师第二一〇旅联络中断，蒋介石获悉这一消息后，越过陈诚，直接致电归属第十五集团军的第十八军军长罗卓英：“（一）今晚必须恢复罗店。占领罗店后，即在罗店附近构野战工事，一面在淑里桥、南长沟、封家村构筑据点工事。（二）第十一师、第九十八师今晚仍照预定目标攻击前进。（三）第十四师留一团在太仓，一团在福山口构筑工事，主力今夜应向嘉定、罗店前进。（四）第六十一师在大场、杨家行一带赶筑工事。”
二十六日，陈诚接到报告：“罗店未失，仍在固守。”
二十七日，日军第二十二、第二十三、第三航空队都参加了对罗店的轰炸。至二十八日，罗店被日军第十一师团攻占。
罗卓英于二十八日傍晚发出的作战命令是：第九十八师第二九二旅，向罗店东北地区“猛攻敌之侧背”；“第十一师除以一部守备阵地、抑制当面之敌外”，主力沿浏河至罗店公路向敌人阵地正面猛攻；第六十七师第四〇一团，“于小堂子附近原阵地待机出击”；第十四师的两个团及第六十七师之一部，重于西北方面，由西向东猛攻罗店。然而，各部队奉命再次向罗店发起攻击时，大雨如注，道路泥泞，连日的苦战令部队伤亡严重，官兵体力严重透支，各部队之间又没有很好地协同动作，致使中国军队对罗店的攻击失败。
根据罗卓英的命令，第十八军第十四师的七十九、八十三两个团，由师长霍揆彰、参谋长郭汝瑰率领，于二十九日自常熟赶到了罗店前线。日军尚不知道中国军队增援部队已到达，霍揆彰和郭汝瑰决定趁此时机出其不意地杀进去：八十三团由团长高魁元率领自西向东正面进攻，七十九团由团长阙汉骞率领迂回到敌人的侧背实施包围，第六十七师负责佯攻和掩护。八十三团奉命向罗店发动了进攻。攻击线路上有一条小河，小河上的桥被日军的轻重机枪严密封锁。八十三团数次向这座桥发动冲击，但支援作战的炮兵尚未跟上来，没有炮火支援的官兵在日军的火力压制下不断地倒下去，小桥的桥头阵亡了上百名中国官兵后进攻没有获得进展。迂回的七十九团在指挥决断上也出了问题。团长阙汉骞率领部队迂回到日军侧后时，日军并没有发现他们，如果此时发动突然袭击，不但能减轻正面进攻的八十三团的压力，甚至或许能够利用日军分兵顾及前后的时机突过桥去，起到两个团前后夹击敌人的效果。但是，阙汉骞团长没有及时下达突击命令，他只是命令三营向前移动。三营的前面也有一条小河，官兵们找来些桌子、板凳和门板搭起一座浮桥，顺利的过去了。此时日军依旧没有发觉。过了河的三营偷袭了日军的一个后勤支援点，缴获颇丰：除大量的军装、背包和食品之外，还有大量的味精和日本酒。接下来，三营的行为令人不解：他们没有继续向前突击，而是在附近找了一片竹林藏了起来。
三十日天亮后，第十四师的两个团对罗店的进攻结果是：八十三团撤了下来，伤亡两百多人；七十九团的两个营也撤了下来，但不见三营的影子。后来才知道，藏在竹林里的三营被日军发现，受到了机枪、火炮和飞机的猛烈攻击，官兵们撤退时又到了那条小河边，临时搭建的浮桥已经被河水冲走，部队在日军的追击下发生了混乱，一些士兵掉到河里被淹死，营长李伯钧在横飞的枪弹中阵亡。到三十日下午，归队的三营官兵的人数不足全营的一半。
第十四师是中国军队第十八军的主力师，装备好战斗力也以强劲自称。然而，该部在兵力优势下对罗店发起进攻，不但没有成功反而自身伤亡巨大。与对手相比，第十四师至少暴露出两个弱点：官兵实战经验欠缺，特别是指挥员战场决断能力不足；步炮协同、友邻协同以及上下协同在实战中严重脱节。
日军巩固罗店阵地后，吴淞镇的中国守军不断以火力袭击出入黄浦江的日本军舰，同时也期望以此对日军第三师团的侧背形成威胁。日军上海派遣军司令官松井石根决定：命令第三师团对罗店以南的吴淞镇实施攻击，第十一师团一部由罗店北面的川沙口沿黄浦江岸向南实施扫荡，于吴淞镇与第三师团会合，从而打通两个师团在陆上的联络。三十一日，在炮舰的支援下，日军第三师团第六十三联队开始攻击吴淞镇。
中国第三战区前敌指挥部立即部署第九十八师沿黄浦江岸防御宝山、狮子林、月浦阵地，调第六师、第五十一师和第五十七师防守外围据点。而驻防吴淞镇的中国守军是第六十一师。第六十一师原属第十九路军，素以勇敢善战闻名，但是在“福建事变”后，师的主要将领都已换人，战斗力明显下降，加上部队刚刚从福建抵达，各种情况均不熟悉，导致刚一接战便溃不成军，吴淞镇轻易被日军占领。蒋介石即刻下令：撤职查办第六十一师师长杨步飞，将该师残部和独立第二旅合并，任命旅长钟松为第六十一师师长。
日军上海派遣军自登陆以来，在中国军队第九集团军和第十五集团军的顽强阻击下，不仅人员伤亡很大，战场推进艰难，而且已经处在各部队被分割的不利处境中。因此，松井石根致电东京紧急求援，声称他当面都是中国最精锐的陆军，如果日本要在上海战事中取得胜利，至少还要投入五个陆军师团以上的兵力才行。他要求立即派遣第十四师团以及本属于第十一师团而现在青岛的天谷支队火速增援。
九月一日，日军第十一师团派出浅间支队企图打通与第三师团的联络。浅间支队向狮子林炮台发起猛攻。在该处防御的中国军队第九十八师的一个营孤军奋战，最后时刻与日军白刃格斗长达四小时，到全营官兵全部阵亡后狮子林炮台阵地丢失。
第二天，为册应狮子林与宝山的中国军队，罗卓英军长指挥第十八军部队向罗店的日军发动了反攻，经过昼夜的持续激战将日军压缩于罗店镇内。
九月三日，日军海军增援部队抵达战场。
五日，日军海军宣布：彻底封锁中国的东南海岸，切断中国上海与外界的一切联系。
蒋介石两次急电罗卓英：“罗店关系重要，必须限期攻下……要求将士有进无退，有我无敌，不成功便成仁……此次抗敌作战，为我民族死中求生唯一出路……凡贪生怕死、临阵畏怯不能发扬战术与武器威力者，同侪将士，应共弃之。凡信仰动摇、精神松懈，不能尽其责任而贻误战机者，同侪将士，应共除之……”“按照军律，衡情论罪，不稍宽假。”
六日夜，罗卓英再次下达了攻击罗店的命令。中国军队四个师联合顽强攻击，扫清了罗店外围日军的据点。可是，正准备发起总攻的时候，得到了日军已经打通吴淞与狮子林之间的交通，日军陆海军增援部队已经抵达并攻占宝山的消息。这样的战场态势于中国军队十分不利，对罗店的攻击随即停止。
此时的中国军队第九十八师，全师伤亡人数已近五千，其中各级军官伤亡两百人以上。当日军在舰炮和飞机的支援下猛攻罗店与宝山之间的月浦时，伤亡惨重的第九十八师依旧拼死作战。在与日军的反复拉锯中，阵地三次易手，团长路景荣、团附李馨远相继阵亡，日军在付出巨大伤亡代价后缓慢推进。十一日，月浦进入巷战状态，血战后中国守军由于伤亡过大撤离阵地。日军由此推进到了宝山、狮子林、川沙口一线，两军于黄浦江岸的几处要地形成对峙。
“中国决不放弃领土之任何部分”。
尽管登陆的日军已经突入，尽管武器装备、战略战术都无法与之相比的中国守军已经血流成河，但是中国官兵至死也不愿意背离这句誓言。就在罗店争夺战进入肉搏状态的时刻，一九三七年九月六日，防御宝山的中国守军为此振臂呐喊，誓不弃守。自五日凌晨开始，日军在舰炮和飞机的助攻下，调集大量坦克猛攻宝山城门。中国守军第九十八师第五八三团三营，在营长姚子青的率领下死守不退。久攻不下的日军向这座孤城发射了大量燃烧弹，宝山全城顿时大火冲天，房屋接连班塌，满城砖石瓦砾。姚子青营长一面向师长夏楚中求援，一面和全营官兵作出一个约定：人从生下来就注定要死的，但好汉死要死出个样子。今天，三营谁也不许后退一步，谁也不许苟且偷生，让日本人看看咱中国人的骨气！援军迟迟不见踪影，废墟之中进行着惨烈的巷战，每一条街巷里每一道断墙边都发生着肉搏战，中国守军在数量为自己数倍的日军面前使用刺刀、匕首、木棒、石块乃至自己的牙齿，咒骂着，厮打着，直到血肉模糊地倒下去。残酷的肉搏战一直持续到六日上午十时，中国军队第九十八师第五八三团三营，除了一名奉命出城报告战况的士兵外，全营五百余人全部殉国。
肉搏战停止了，宝山城内一片沉寂，呆站在血泊里的日军官兵沉默无语。这是一座中国最为普通的小县城，城墙之内方圆不过几里，城楼因为年代久远已残破不堪，城门启闭时还会吱呀作响。日军士兵听他们的长官异口同声地说过，中国军队是一支一触即溃的军队，于是眼前出现的情景令他们不寒而栗：如何解释在根本没有任何救援希望的情况下，这支中国军队会如此怒不可遏，如此不顾一切，如此想要拼烂最后一副身躯、流干最后一滴鲜血？！
姚子青营全体殉国的壮举，被写入了中国抗日战争史，也写入了近代以来中国人抵御外侮的心灵史。
中国军队失守宝山城的那一天，日军参谋本部派往上海视察的第三课部员西村敏雄少佐向东京报告了上海前线的危机：
（一）敌人的抵抗实在顽强，无论是炮击还是被包围，绝不后退；
（二）估计敌人第一线兵力约十九万，第二线停战区内有二十七至二十万；
（三）中国居民对敌人有极其强烈的敌忾心；
（四）由于调军舰运送紧急动员的部队，派遣军后方接济不上，两个师团陷于严重的苦战中。
毫无疑问，自淞沪地区作战开始至今，中国军队的顽强抵抗和不屈精神大大出乎日本人的预料。日军作战原则上的表述是要“惩罚一下中国人”，可至少目前看来，受到惩罚的是那些爬上中国东南海岸的日军官兵。而对于抗击日军的中国军队来讲，伤亡之大出乎预料，这让刚刚开始的战争蒙上了一层令人忧虑的阴影：中国固然国土辽阔，人口众多，但是如果战争按照这样的伤亡比例和沦陷速度持续下去，中国将能坚持多久？
战争的不屈精神不是靠某个人、某支部队，甚至是正在作战的某个战区来支撑的。
赢得战争的最可靠的力量，将是中华民族的意志！
一九三七年的八月，日本人突然得到一个更令他们震惊的消息：中国两个敌对的政党——中国共产党和中国国民党——不但宣布已经真诚地联合在一起，而且联合的目的十分明确：打日本，保中华！