11月5日，由柳川平助中将率领的第10军于上海以南登陆，战场局势逆转，才迫使国军匆忙撤退。11月26日，日军佔领上海。上海战役对中国百姓造成了伤害，而松井本人对中国难民的困境颇为关心，于10月下令改善中国难民营的生活条件，还捐赠了1万美元给法国神父饶家驹，以协助后者建立保护上海平民的「安全区」（即南市难民区）。
南京大屠杀.11月7日，松井被任命为由「上海派遣军」和第10军合併而成的「华中方面军」司令官，并继续兼任指挥「上海派遣军」至12月2日由朝香宫鸠彦王接任。至此，参谋本部