遭遇了意想不到的中国军队激烈抵抗。激战十日后的8月22日，日本正式派出陆军第3、8和11师团在海军炮轰的配合下，发起两栖作战，继续在川沙、宝山登陆。中国国军于日舰勐烈炮火，无法进行有效反攻。8月23日晨，日军陆军第11师团连同日本海军与中国海防司令沈鸿烈部战舰激战，随后，日军以船舰吨量与数量佔优势，中国海防失守。之后，日军30余艘敌舰密集炮火掩护下，向狮子林、川沙口登陆，攻击宝山、月浦、罗店。美国国务卿赫尔唿吁，中日双方停战。不过，因国民政府军事委员会委员长蒋中正决定全面抗战，中日双方拒绝停战唿吁，于是