淞沪会战

西安事變

一二八事變後，國民政府將陸軍大學由北平遷南京，從第十期起改為每年招考一次，還增設特別班、參謀班、將官班等，培訓軍事人才，原有日本教官均解僱，改聘德國軍官擔任；秘密成立警衛執行部，由唐生智兼主任，籌備業務如：擬訂各地作戰計劃、規定最高級指揮機構、劃分戰區設立司令長官、修築國防工事、籌劃江陰附近之長江封鎖工程等；成立京滬警備司令部，由張治中任司令；增建蘇州至嘉興鐵路。
1935年，由林蔚定稿之國防計劃，主要內容是在鄭州、開封、徐州、海州及河南北部汲縣、新鄉、輝縣地區和京滬杭地區設施防禦陣地。11月19日，上海公共租界一名日本上海海軍特別陸戰隊隊員中山秀雄被射殺，為中山水兵射殺事件。由於日本海軍與上海領事館擔心日本人社群的不安情緒爆發，這個殺人事件在案件發生後半年才公布。事件的嫌犯楊文道於1936年5月遭國際租界外國警察隊逮捕。1946年10月12日，楊文道重新審判後改判無罪。
1936年2月，南京國民政府為準備對日作戰，把全國劃分為幾個國防區，張治中奉命兼任京滬區軍事負責長官。張治中以中央陸軍軍官學校教育長名義設置一個高級教官室，作為備戰之實際司令部，武職派在參謀處，文職派在秘書處。半個多月以後，高級教官室移駐蘇州，先選定獅子林作為辦公處所，後來移駐留園，決改對外名義為「中央軍校野營辦事處」。
1936年發生日僑萱生鑛作槍擊案與日本水兵遭襲案，駐滬日本海軍陸戰隊全員出動在閘北一帶搜查，蔣中正電令何應欽：「據昨今形勢，對方已具一逞決心，務令京滬漢各地立即準備一切，嚴密警戒，俾隨時抗戰為要。」國軍第三十六師由無錫推進至蘇州附近；第八十七師由江陰推進至常熟、福山一帶；原在南京附近之第八十八師推進至江陰、無錫；並秘密設擴充上海保安總團。12月12日，西安事變突然發生。在調兵遺將計劃之下，原駐在京滬區之第三十六師、第八十八師被調走。這頓挫淞滬作戰準備。張治中對抗日感到憂心。第八十八師8個月後被調回（開戰前一刻）；第三十六師則到八一三爆發才被調回，未經集結（8月13日奉令開拔，津浦線途中）就直接加入戰場，對抗戰來說是一個頓挫。
中國共產黨得知西安事變後「欣喜若狂」，要求將蔣中正押至保安交由人民公審處以死刑，但遭到蘇俄的強烈反對：「克里姆林宮的戰略家深知，蔣是亞洲大陸足以發動抗衡力量，以阻止、防禦日本進攻的唯一東方軍事領袖。因此他們愛惜蔣中正的性命。」甚至不惜以斷絕雙方關係要脅中共，史達林下令限十日內釋放蔣介石。毛澤東對史達林不殺蔣的電令「怒氣填胸」。張學良、楊虎城與中共之「三位一體」劫持蔣中正，陳誠認為：「此舉名為抗日，實則脫離中央而走聯俄投共之途徑，較之兩廣問題，更為嚴重。」中共在西安事變後樂觀認為：「目前只要三方面團結，真正的硬一下，使中央軍不敢猛進，有可能釋放張學良，完成西北半獨立之局面。」最終在蘇俄強力介入下，中共暫緩反抗中央軍的活動並與國民政府展開合作。
蔣中正脫險後，認為「內亂癥結仍在共黨」，決心不准張學良再回西北，並從行政上取消「三位一體」的依據，1937年1月5日，以顧祝同、孫蔚如等取代張學良、楊虎城。東北軍將領則同意中央題案調往豫、皖兩省，三位一體宣告解體。淞滬會戰之增援部隊多受到內亂剿共牽制，渡江困難、步行途中，而無法限期支援上海錯失時機。
西安事變之後半年，淞滬警備司令部新修京滬間電報電話線路四條、南翔鎮通至滬西虹橋機場附近之蘇州河木橋、繪制詳細之上海日軍據點位置及全市交通路線圖、增設浦東各縣沿海觀察哨、增設警察總隊、修築國防據點工事29處、做好南市黃埔江封鎖計劃、組織別動隊等。上海地方領袖杜月笙利用其地方關係，配合國軍預定之作戰計劃，在閘北一帶要點，租貸民房，在室內密建鋼筯水泥掩體，平時不落痕跡，使用時打開槍口。

平津戰事

1937年7月9日，蔣電令宋哲元：「從速回駐保定指揮，此間決先派四師兵力增援。宛平城應固守勿退，並須全體動員，以備事態擴大」，並電令秦德純：「加強北京城內防衛，望勿再為日軍緩兵之計所欺」。但宋哲元卻下令國民革命軍第二十九軍：「不管在什麼情況下都不得抵抗。」並撤銷北平市內的戒嚴，希望與日本軍交涉和平解決，以保存個人實力；秦德純則致電錢大鈞：「務必阻止中央軍北上」。由於已摒棄安內攘外的方針，韓復榘、宋哲元等派系山頭紛紛要求中央勢力不得介入，一時間蔣也莫可奈何。徐永昌觀察後表示：「隊伍太雜，能戰者甚少，情形殊難描寫。」7月15日，日本人宣布堅決要求第二十九軍撤離平津地區；南京中央政府宣布不再授權冀察政務委員會作出任何讓步，並派軍隊沿平漢鐵路北上，集結在北平以南100英里。7月29日，蔣中正發表聲明：「所有平津軍事失敗問題，不與宋事，願由我一身負之。」日本政府對外國記者宣布：他們不能容忍中國政府對華北「地方」事務之「干涉」。7月30日，北平淪陷。7月27日，日本在30,000名冀東反共保安隊幫助下解除通州800名第二十九軍第三十九獨立旅武裝。7月28日，天津大約有3,000日軍；李文田召集600名中國警察同日軍作戰。在通州總共400名日本軍政人員全部被冀東反共軍官訓練團消滅。7月29日，日軍轟炸南開大學。7月31日，日軍佔領天津。

淞滬會戰之決策

西安事變後，張治中卸除中央軍校教育長一職，專任京滬分區警備司令官。1934年至1937年春天，國民政府預估日軍會從上海與杭州灣北岸登陸，因此動員第三十六師、第八十七師、第八十八師在蘇州吳縣、福山鎮之間構築吳福線（蘇福線，預定226個國防工事，其中已完成157個），無錫、江陰之間構築錫澄線（第三十六師駐無錫；第八十七師駐江陰、常熟；第八十八師駐蘇州）。淞滬線是從上海到吳淞口，蘇福線是從蘇州到福山鎮，錫澄線是從無錫到江陰，這些工事都是在極端保密下完成的。另有乍浦、平湖鎮、嘉興之間的乍平嘉線（第五十七師阮肇昌負責構築），海鹽經嘉興至吳江的海嘉線國防工事。
蔣開闢淞滬戰場，目的是分散日軍兵力：「敵軍戰略本以黃河北岸為限，如不能逼其過河，則不能打破其戰略，果爾，則其固守北岸之兵力綽綽有餘，是其先侵華北之毒計乃得完成，此於我最大之不利。我欲打破其安佔華北之戰略，一則逼其軍隊不得不用於江南，二則欲其軍隊分略黃河南岸，使其兵力不敷分配，更不能使其集中兵力安駐華北。中倭之戰必先打破其侵佔華北之政策，而後乃可毀滅其侵略全華野心。總之，倭寇佔京滬，其外交政策已陷於不可自拔之境，而其進佔魯南，則其整個軍略亦陷於不可收拾之地也。」
蔣和德國顧問亞歷山大·馮·法肯豪森曉得華北平原無險可守，但上海街道和周邊地區水道滿布，對中國輕裝備部隊有利。法肯豪森認為，僅在沿海地區做初步抵抗就撤至平漢鐵路，其持久抗戰構想將使沿海地區過早放棄，於是外國物資來源將會斷絕。其建議為國民政府採納，1936年起開始在京滬、長江構築國防工事。蔣百里建議：「滬寧方面，敵人不利於使用大部陸軍，我方應取速決主義，不宜多控制預備部隊於後方，使敵人能以少數兵力，牽制我大部兵力。平津方面，敵人仍將集中優勢兵力，我方應取持久主義，兵力應有縱長之配置。」
7月27日，國民政府海軍部長陳紹寬奉命在行政院會議上報告，將實施在長江江陰段沉船以封鎖航道的計劃。
7月30日，張治中判斷：
我在北方作戰，固不宜破壞上海，自損資源，然若敵方有左列徵候之一，如：1. 敵決派陸軍師團來滬，已開始登陸輸送時；2. 敵派航空母艦來滬時；3. 敵在長江艇隊來滬集會時；4. 敵在滬提出無理要求，甚至限期答覆，即斷定敵發動無疑。則因我主力軍遠在蘇常以西，輸送展開在在需要，且上海保安團抵抗力薄，諸種關係，似宜主動地位，首先發動，較為有利。
南京表達同意，覆電：「應由我先發制敵，但時機應待命令。」
1937年8月4日，白崇禧奉蔣電召飛抵南京，委白任副參謀總長職。中國最高當局知日本為貫徹其大陸政策，必不會停止行動，乃於南京召集全國將領開會，表示決心抗戰。8月7日，南京國防會議裡《關於中央之軍事準備》：「全國軍隊列入抗戰序列者，第一線約100個師，預備軍約80個師，使用於河北約50個師」主戰場以河北、山東北部、河北南部為第一戰區。但何應欽認為開戰有困難：「財政開支擴大，槍械、子彈僅可供六個月之需，防禦工事未完成，空軍不足等。」蔣中正選定上海為第二戰場，是野戰戰略上判斷在經濟、軍事、政治上，日軍必然會追隨國軍行動，所以主動對上海日軍發動攻勢。國民政府外籍顧問端納曾建議：「對日作戰須先消滅上海、漢口、青島之日本駐軍，再全力對付平津戰事。」軍事委員會管理部代部長姚琮：「其利有五：指揮利便、集中容易、補給較便，江南多港灣不利於敵；易動列強觀感而得多助。」因此，1937年《國防作戰計劃》規定：「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，爾後直接沿江海岸阻止敵之登陸……不得已時，逐次後退到預設陣地，須確保乍浦、嘉興、無錫、江陰之線，以鞏固首都。」由於以上原因，蔣介石決定沿滬寧鐵路調動軍隊，迎接即將來臨的戰爭。

中國情勢演變

中國一切階級都日益認識到，進一步對日本屈膝妥協，對中國一切階層都將意味著毀滅。1937年8月9日下午五時半，日本帝國海軍陸戰隊西部派遣隊中尉大山勇夫帶一等兵齋藤要藏，乘車由法租界入上海虹橋機場警戒線內，於附近滋事，中國保安隊阻其前進，雙方發生衝突，保安隊死一人，大山等亦被擊斃，由是引起交涉。是為虹橋機場事件。此事發生，增加上海戰爭危機，但雙方均表示用外交方式解決。中國亦派大軍分布在真茹、閘北及京滬鐵路沿線，藉以自衛。張治中被任為京滬警備司令，所統率之部隊為第八十八師、第八十七師及教導總隊。日軍以此為藉口，要求國民政府撤出上海保安隊，拆除一切防禦工事，並向上海增兵。中國持不擴大事態方針，由上海市長俞鴻鈞和國民政府外交部秘書周珏分別向日本駐滬總領事和日本海軍通話，與日軍折衝。當時日方聲明，日本海軍陸戰隊官兵本日未有奉命外出。縱令有人外出，也決不會有到虹橋機場。因為日本官兵是絕對不應該到機場的。
8月10日，日本運送增援部隊到上海。
8月11日，日軍佐世保第二艦隊軍艦16艘開到，陸戰隊2,000名登陸。國民政府軍事委員會令京滬警備司令張治中率第八十七、第八十八師赴上海組織防禦。第八十八師二六二旅向閘北地區推進，占領北火車站——寶山路——八字橋——江灣路之線，迅速展開占領陣地，利用杜月笙構築之家屋內工事，打開槍口清掃射界，構成街市戰陣地。日本駐上海領事岡本謁見俞鴻鈞市長，對虹橋事件要求撤退保安及撤除防禦工事。蔣中正命令受過精良訓練的國民革命軍第八十七師、第八十八師、教導總隊，裝甲部隊、重砲部隊等陸續集結至上海市郊；蔣中正與德國軍事顧問團團長亞歷山大·馮·法肯豪森均堅信「上海必須固守」，因為華北平原無險可守，日本機械化部隊可橫行無阻，而上海的街道與水道，則有利於中國輕武裝部隊作戰。又淞滬停戰協定共同委員會亦助日本要求中國撤兵，均為俞氏嚴予駁斥，謂：「中國無挑釁意思。日既先行破壞協定，軍隊行動，絕對自由。」中國外交部亦聲明：「中國在本國領土內，實行自衛，今後一切責任，應由日方負之。」上海嚴正駁斥，英、美、法、義外交官要求國民政府將上海列為不設防城市。同時，日軍以軍艦20餘艘護送運輸艦向上海增補軍需品，並動員日本駐上海海軍陸戰隊（約3,200人）與在鄉軍人、義勇團。俞鴻鈞認為：「日本一面贊同以外交方式解決本案，一面又增兵威脅，殊屬不合。」下午9時，張治中接到南京統帥部之電話命令，將全軍進至上海附近。國軍原定於8月13日拂曉前開始攻擊，但由於英美等駐華使節正在調停，中國為顧及國際視聽下令前線張治中暫停攻勢：「希等候命令，並需避免小部隊之衝突為要。」日軍並將其第1、3艦隊30餘艘艦艇集中在吳淞口。
8月12日，國民政府設立國防最高委員會，推蔣為陸海空軍大元帥，統率全局，領導對日抗戰。中國海軍完成對江陰水道阻塞作業，共沉大小船隻35艘。國軍第八十七師王敬久第二五九旅抵虬江碼頭；第二六一旅抵薀藻浜車站、吳淞鎮。第八十八師孫元良第二六二旅原本集結區為真如，但孫元良鑑於一二八作戰經驗，獨斷下令第二六二旅往閘北推進。
是日下午3時，應日方要求，召開淞滬停戰協定共同委員會會議。會議在上海公共租界工部局會議廳舉行，出席者除中日雙方外，尚有英、法、美、意四國代表，日方代表岡本聲稱：今晨中國保安隊及正規軍隊，已在近郊設置防禦工事，此種行動，違反停戰協定，應請共同委員會加以注意，采有效辦法，加以制止。俞鴻鈞當即駁斥：「共同委員會設置之目的，在維持上海之和平與治安，並非協助日本政府實施侵略政策」。「虹橋事件發生後，日方曾一再表示靜候調查事實真相，以外交方式解決，但一面竟軍艦雲集，軍隊大增，軍用品亦大量補充，此外尚有大批軍艦正在途中，源源而來。此種措施，不獨妨礙各國僑民之安全，且對中國為一種威脅，且足發生危害之行為。中國在本國領土內，當然有權採取自衛之行動。……我方秉承中央所定人不犯我，我不犯人之一貫政策，對僑居上海之各國僑民，仍當加以保護。」各代表提議可否將保安隊稍稍後退以免衝突。俞鴻鈞答：「停戰協定早已為日方破壞，故本日實無召集共同委員會之必要。」「我國軍隊，在本國土地行動，有絕對自由之權，此則未容他人之置議。」「為維持上海之和平治安計，如日本將增加之軍艦與軍隊調回，則我方對撤退保安隊一點，亦願加以考慮。」會議毫無結果而散。日本在會上表示竭力避免戰爭，在行動上作好戰爭準備。日陸軍省動員30萬兵力分赴上海與青島。日本海軍陸戰隊在12日晚陸續登陸，在越界築路區一帶布防。

日本情勢演變

一二八事變以後，日方以虹口日軍營房為核心，在周邊租界、紗廠構築百餘處堅強掩體工事。日軍參謀本部於盧溝橋事變後擬訂〈處理華北時局要領〉：「如抗日行為波及華中華南時，亦以不出動陸軍兵力為原則」。日本參謀本部以「防蘇」為戰略重點，認為中國華北地方割據，派系獨霸一方色彩濃厚，中國將無力發起全面戰爭。日本參謀本部井本熊男：
對華兵力使用限度的拘束，不用說，是來自對於蘇俄的考慮。當時的想法，對蘇兵力，加上預備隊，是23個師團。而總動員兵力是30個師團，所以對華使用兵力只能有7個師團。因此沒有向華北增兵的餘裕。若有個萬一時，是想就近從華北方面向東北轉用兵力；但也覺悟到，這樣的兵力轉用，幾乎是不可能的難事。
但稻田正純認為：早在7月10日通過了由武藤章大佐所擬訂之日本本土三個師團動員案，已從根本上推翻石原莞爾部長的不擴大方針。
日本原本對蘇聯軍隊有所顧慮，未料到史達林於1937年6月11日進行大肅軍（大清洗），連米哈伊爾·尼古拉耶維奇·圖哈切夫斯基元帥（紅軍拿破崙）都遭到殺害。6月30日，日本艦艇在黑龍江乾岔子島擊沉蘇聯砲艇，日本駐蘇大使與蘇聯交涉時發現對方態度軟弱，日本軍部因此認為蘇聯內部不安，於是擴大對華戰事。
日本在進攻華北同時，又於1937年8月9日製造日軍官兵駕車直衝虹橋機場偵察被擊斃事件（即「虹橋事件」）作為藉口，策劃進攻上海
7月23日，日本首相近衛文麿採納石原莞爾的建議，派出宮崎龍介為和談密使，並事先告知中國駐日武官蕭叔宣安排相關事宜，預定由神戶出發時被日本軍部查獲，遭便衣憲兵逮捕。7月28日，日本政府下令撤走長江沿岸日僑，上海日僑準備以武力保護不在撤退之列。7月29日，日本參謀本部制定《對華作戰計劃大綱》：「一、以中國駐屯軍進行作戰，在平津地區對中國軍隊盡量加以沉重打擊。二、在情況不得已時才在青島和上海附近作戰。」
當時日軍在河北、綏遠、平津一帶。8月10日，日本海軍希望控制長江流域，日本海相米內光政要求陸軍出兵，但遭到陸軍次官梅津美治郎與參謀本部石原莞爾的反對，經過爭辯後決定派遣最小限度的兵力進行壓制。8月11日，日本第三艦隊駛集黃埔江及長江下游瀏河以下各港口。到8月12日止，日本藉此集中軍艦30餘艘，海軍及陸戰隊1.5萬餘人，於8月13日向國軍進攻，淞滬戰爭遂告發生。日本集結駐上海陸軍及海軍陸戰隊約萬餘人。

「八一三」

8月13日上午9時，日軍先以坦克車一輛，掩護4、5人試探進擊閘北，國軍即予以還擊，一時雙方槍聲大作。至11時稍停。上海市長俞鴻鈞曾向日方提出嚴重抗議，並將抗議書錄送領事團。上午，中國第八十七師、第八十八師進至上海市區，第九集團軍司令張治中下達對虹口警戒，集團軍主力於上海北站、江灣、吳淞一線，第八十八師一部對豐田紗廠之日軍警備；第五十七師第一六九旅進至徐家匯至工部局苗圃一線；獨立第二十旅第六五九團，集結於北部涇橋及虹橋機場。日軍砲擊後進攻，中國軍隊立即反擊，淞滬抗戰正式爆發。同時日軍艦艇主動開始向閘北國軍陣地進行砲擊，下午3時，日軍在海、空火力支援下，由租界再次向閘北地區寶山路、八字橋和天通庵路發起進攻，國軍第五二三團第一營開始在上海八字橋遭遇日本海軍陸戰隊，雙方進入戰鬥狀態。下午3時半，中日兩軍正式開火。日軍司令部設於楊樹浦公大紗廠內，當日國軍克復八字橋，日軍攻寶山路青雲橋，佔引翔港。日軍以虹口日租界為依託，在長谷川清指揮下，先以一部進攻天通庵、橫浜路一帶，接著以主力進攻寶山路、八字橋、天通庵，均被中國軍隊擊潰。日軍在坦克掩護下沿寶山路進攻閘北、虹口，國軍守軍第八十八師予以還擊。是日夜，國民政府軍事委員會令第九集團軍於8月14日拂曉開始攻擊虹口附近地區日軍。兩軍前哨部隊在八字橋遭遇，易謹營長向日軍射擊。
國軍第八十八師發起總攻，突擊日本海軍上海海軍特別陸戰隊本部；然而在日軍堅固要塞陣地及第3艦隊駐上海驅逐艦有力艦砲支援下，國軍攻勢受挫。

「八一四」

8月14日，國民政府發表《自衛抗戰聲明書》，痛斥日本對中國之侵略，宣布實現天賦自衛之權。聲明書原文如下：
「中國為日本無止境之侵略所逼迫，茲已不得不實行自衛，抵抗暴力。
近年來，中國政府及人民一致所努力者，在完成現代國家之建設，以期獲得自由平等之地位；以是之故，對內致力於經濟文化之復興，對外則尊重和平與正義，凡國聯盟約，九國公約——中國曾參加簽訂者，莫不忠實履行其義務。蓋認為「獨立」與「共存」，二者實相待而相成也。乃自九一八以來，日本侵奪我東四省，淞滬之役，中國東南重要商鎮，淪於兵燹；繼以熱河失守；繼於長城各口之役；屠殺焚毀之禍，擴而及於河北；又繼之以冀東偽組織之設立；察北匪軍之養成；中國領土主權，橫被侵削。其他如縱使各項飛機在中國領土之內不法飛行，協助大規模走私，使中國財政與各國商業同受巨大損失；以及種種毒辣之手段：如公然販賣嗎啡、海洛因，私販槍械接濟盜匪，使中國社會與人種陷入非人道之慘境。此外無理之要求與片面之自由行動，不可勝數。受一於此，已足危害國家之獨立與民族之生存，吾人敢信此為任何國家任何人民所不能忍受。以迄於今，吾人敢言：中國之所以出此，期於盡可能之努力，以期日本最後之覺悟而已。及至蘆溝橋事件爆發，遂使中國幾微之希望歸於斷絕。
蘆溝橋事件之起因，由於日本大舉擴張天津駐屯軍，且屢於辛丑合約未經允許之地點施行演習；日本此種行動，已足隨時隨地引起事變而有餘。而本年七月七日深夜，日本軍隊竟於鄰近北平之蘆溝橋施行不法之演習，繼之以突然攻擊宛平縣城。我守土有責之駐軍，迫而為正當防衛；我無辜之人民，於不意之中，生命財產毀於日本砲火之下。凡此事實，已為天下所共見。
蘆溝橋事件發生以後，日本之行動有深足注意者，即其口頭常用就地解決，及不欲擴大事態之語調；而其實際，則大批軍隊及飛機、坦克車，以及種種新戰爭利器，由其本國及朝鮮與我東北，源源輸送至河北境內。其實行武力侵略，向我各地節節進攻之事實，絕不能為其所用之語調，所可掩蔽於萬一。中國政府於蘆溝橋事件發生後，猶以誠意與日本協商，冀圖事件之和平解決。七月十三日，我外交部曾向日本大使館提議雙方及時停止軍事行動，而日本未與置答。七月十九日，我外交部長復正式以書面重提原議，雙方約定一確定日期，同時停止軍事動作，同時將軍隊撤回原駐地點。並曾聲明：中國政府為和平解決此次不幸事件起見，準備接受國際公法或條約所公認之任何處理國際糾紛之和平方法，如雙方直接交涉、斡旋、調解、公斷等等。然而以上種種表示，均未得日本之置答。
於此之際，中國地方當局為維持和平計，業已接受日本方面所提議之解決辦法。中央政府亦以最大之容忍，對於此項解決辦法，未予反對。乃日本軍隊於無可藉口之中，突然在蘆溝橋、廊坊等處，再行攻擊中國軍隊，並於本年七月二十六日致哀的美敦書，要求中國軍隊撤出北平。此則予雙方約定解決辦法以外，橫生枝節，且為吾人所萬萬不能接受者。日本軍隊更不待答覆，於期限未至之前，以猛力進撲中國文化中心之北平，與中外商業要樞之天津。南苑附近，我駐軍為日本轟炸機及坦克車所圍攻，死亡極烈；天津方面，人民生命橫遭屠戮，公共建築、文化機關以及商店、住宅，悉付一炬。自此以後，進兵不已，侵入冀省南部，並進攻南口，使戰禍及於察剩凡此種種，其橫生釁端，擴大戰域，均於就地解決及不擴大事件語調之下，掩護其進行。
當此華北戰禍蔓延猖獗之際，中國政府以上海為東方重要都會，中外商業及其他各種利益，深當顧及，屢命上海市當局及保安隊加意維持，以避免任何不祥事件之發生。乃八月九日傍晚，日軍官兵竟圖侵入我虹橋軍用飛機場，不服警戒法令之制止，乃至發生事故，死中國保安隊守衛機場之衛兵一名，日本官兵二名。上海市當局於事件發生之後，立即提議以外交途徑公平解決；而日本則竟派遣大批戰艦陸軍以及其他武裝隊伍來滬，並提出種種要求，以圖解除或減少中國自衛力量。日軍空軍並在上海、杭州、寧波以及其他蘇、浙沿海口岸，任意飛行威脅，其為軍事發動，已無疑義。迨至昨日以來，日軍竟向我上海市中心區猛烈進攻，此等行動，與盧溝橋事件發生以後向河北運輸大批軍隊，均為日本實施其傳統的侵略政策整個之計畫，實顯而易見者也。
日本今猶欲以淞滬停戰協定為藉口，將使中國於危急存亡之際，尚不能採用正當防衛之手段。須知此等停戰協定，其精神目的，即欲於其地點內雙方各自抑制，以期避免衝突，不妨礙和平解決之進行。若一方自由進兵，而同時復拘束他方，使之坐而聽受侵略，此為任何法理任何人情所不能曲解者。
中國今日鄭重聲明，中國之領土主權，已橫受日本之侵略；國際盟約，九國公約，非戰公約，已為日本所破壞無餘。此等條約，其最大目的，在維持正義與和平。中國以責任所在，自應盡其能力，以維護其領土主權及維護上述各種條約之尊嚴。中國決不放棄領土之任何部分，遇有侵略，惟有實行天賦之自衛權以應之。日本苟非對於中國懷有野心，實行領土之侵略，則當對於兩國國交謀合理之解決，同時制止其在華一切武力侵略之行動；如是則中國仍當本其和平素志，以挽救東亞與世界之危局。要之，吾人此次非僅為中國，實為世界而奮鬥；非僅為領土與主權，實為公法與正義而奮鬥。吾人深信，凡我友邦既與吾人以同情，又必能在其鄭重簽訂之國際條約下各盡其所負之義務也。」
蔣鑑於敵軍裝備優良，國軍不利於陣地作戰，乃擬定一長期作戰方略，利用廣大之空間土地，求得時間上持久之勝利，不重一城一地之得失，而以積小勝成全大局；同時發展敵後武力，使敵軍活動僅限於點線，首尾不能兼顧。是日起，上海戰況即趨劇烈，日海陸空軍全體出動，兩方互以大砲轟擊，日夜不停，江灣路及北四川路各處，中國軍隊節節勝利。蔣中正下達總攻擊令，命令國民革命軍第八十八師奪回8月13日被日軍攻擊占領的市區據點，並向日軍陣地進攻。隨後大日本帝國陸軍向上海增援，中日軍在上海市狹窄的巷弄內廝殺攻防，雙方都死傷慘重。中國空軍飛上海作戰，曾炸日領事館及出雲號旗艦未中，然在瀏河則炸沉日艦一艘，傷四艘，中國飛機一架受傷。中國空軍轟炸滙山碼頭、日本海軍陸戰隊司令部，炸傷第3艦隊旗艦「出雲號」等10餘艘日艦
上海上空，空戰激烈，日方之高射砲火，滿布天空，吳淞口砲戰亦烈。中國飛機一架因彈架損壞，二彈落大世界前，死傷市民1,000餘人，至為痛惜。京滬警備部隊改編為第九集團軍，張治中任總司令，開始全面反擊日軍。
14時50分，日機最精銳之聯隊鹿屋及木更津海軍航空隊18架九六式陸上攻擊機由臺北松山機場起飛後分兩路侵襲，9架轟炸杭州筧橋空軍基地，9架轟炸廣德機場。下午，日軍6架九六式陸上攻擊機由台灣飛杭州、廣德、長興轟炸，被國軍擊落3架。國民政府航空委員會防空總臺首任少將總臺長陳一白當即無線電急告從南京開會直接飛抵剛剛降落的空軍第四大隊高志航少校大隊長，在不到30分鐘空戰中，高志航擊落日機2架，全大隊擊落日機6架。日機被空軍第四大隊高志航部痛殲，造成九比零之紀錄。中國空軍全部安然返防，為勝利之始。當晚日本廣播稱「18架飛機中，有13架失去聯絡」。此後國民政府航空委員會秘書長宋美齡提議以後每年8月14日為中國空軍節。各地爆發多起空戰，空軍有效攔截日軍侵擾，據不完全統計當日光加賀號便折損10架攻擊機，在8月時雙方都仍互有勝負。
國民政府軍事委員會委員長蔣中正下達總攻擊令，命令國民革命軍第八十八師與第八十七師奪回8月13日被日軍攻擊占領的持志大學、五洲公墓、滬江大學、八字橋等市區據點，並向日軍陣地紗廠進攻。第八十八師第二六四旅長黃梅興在持志大學戰鬥過程被迫擊砲擊中陣亡。第八十八師進攻虹口的日本海軍陸戰隊司令部。
同日，日本近衛內閣召開臨時內閣會議，決定對中國採取「斷然措施」。

八月進攻階段

8月13日以後兩個星期裡，戰鬥集中在上海心臟地區3英里長戰線上，日本海軍大砲轟炸城郊閘北和江灣，陣地前沿整個街區放火，形成火牆以防備側翼進攻，中國戰士和日本海軍陸戰隊員衝上去拚死廝殺。8月15日，日機16架襲南京，中國飛機升空迎戰，擊落日機6架，中國損失1架。15日、16日，日本海軍第三艦隊機再襲杭州、南京、嘉興、南昌等地，被國軍擊落達46架之多，日鹿屋及木更津兩機隊幾盡殲。8月15日，蔣中正日記中記道：「倭寇空軍技術之劣，於此可以寒其膽矣！」颱風過境上海。中國軍隊在虹口曾迫入公共租界中區，挺進至滙山碼頭，日本海軍操場一帶有血戰。中國下令總動員，滬杭為第三戰區，作戰方針為「戰區以鞏固首都及保有經濟策源地之目的，迅速圍殲上海附近之敵，並打破其沿海沿江登陸之企圖」。淞滬之戰國軍由陳誠率大軍增援，參戰部隊達50餘師，日軍增援亦在30萬以上，藉海空軍掩護，對國軍發動猛攻。日本下令總動員，以第3師團、第11師團為基幹編組「上海派遣軍」，日本天皇任命松井石根大將為司令官，任務為「協同海軍擊滅上海附近之中國軍，並佔領上海及其北方地區要線」
日本帝國政府發表聲明：
帝國已達到其能隱忍之限度，為著膺懲支那軍之暴戾，促使南京政府之反省，現今不得不採取斷然之措施。
8月15日，日本軍機20餘架炸杭州，16架炸南京，在杭州被國軍擊落8架，在南京被擊落6架。8月15至18日，中國第八十七師、第八十八師及上海警察、保安隊，進攻上海市區日軍，中國軍隊傷亡嚴重，中日戰事日趨擴大。
8月16日在句容被國軍擊落2架，擊傷1架。在上海被國軍擊落2架，在揚州、鎮江被國軍擊落3架，在嘉興被國軍擊落2架。8月17日，國軍第三十六師到達南翔。中國駐日大使許世英主張抵抗：「日本之所謂不擴大者，蓋為對內欺君民，對外欺國際之口號，對我國則藉獲暇豫，大量徵發，積極充實戰備。本月中旬後必大舉攻我，最小限度亦須完成其華北五省計劃。」共計3日來，日本軍機損失已在30架以上，國軍軍機僅受傷數架，空軍人員死2人，傷5、6人。
8月18日，日軍第3、第11師團完成臨時動員，分別由熱田港、多渡津港出航，集結於馬鞍群島。國民革命軍第十八軍由蘇州一帶進入戰場。國軍又停止進攻，英、美、法、德、義五國向中國提議：「中日雙方由上海撤兵，劃上海為中立區」，日方拒絕。蔣中正派陳誠與熊式輝視察上海戰況。蔣中正下令任命陳誠為第三戰區前敵總指揮，引來張治中不滿：「陳辭修資格太淺，怎能指揮我！」馮玉祥雖是兩人直屬上司，但無法調和兩人摩擦。
8月20日，國民政府軍事委員會成立第三戰區，以馮玉祥為司令長官，顧祝同為副司令長官。將淞滬戰場劃分為5個區域防守。匯報上熊式輝認為上海不宜打。陳誠建議：「敵對南口在所必攻，同時亦為我所必守，是則華北戰事擴大已無可避免，故敵如在華北得勢，必將利用其快速裝備沿平漢鐵路南下直撲武漢，於我不利，不如擴大滬事以牽制之。」蔣對陳分析很贊同，說：「一定打。」陳說：「若打，須向上海增兵。」
8月21日，日軍日久米師團抵吳淞口。日軍軍艦猛攻獅子林、張華浜、薀藻浜、瀏河、楊林口。中國為保證作戰安全，史達林為解除東顧之憂及使中國共產黨甦醒，在南京簽訂《中蘇互不侵犯條約》。
8月22日，上海市區戰爭移至百老滙路及北四川路附近。是晚，日軍松井石根大將率第3、第11師團及第13、第16師團各一部，同時登陸吳淞、川沙，進攻寶山、羅店、瀏河一線。日軍在海軍砲轟配合下，發起兩棲作戰。國軍第五集團軍於晚間對日軍實施全線反攻。原打算由匯山碼頭突破，可惜攻擊過早，第九十八師尚未趕到，導致第三十六師之攻擊陷入被動，陳誠：「我軍以五師之眾，對數千的敵陸戰隊實行攻擊，竟未能奏功，實在是當時部署種種不當的緣故。」
8月23日，日艦31艘集薀藻浜兩路局碼頭冒死登陸，卒為中國軍隊肅清。是日晨，日軍第11師團與中國海防司令沈鴻烈部戰艦激戰。同日，日軍又在寶山、川沙間登陸。第十五集團軍總司令陳誠奉命守羅店，經激戰後，未幾即成焦土。下午，上海市鬧區之先施百貨公司被日機投擲一彈，死傷700餘人，四周商店均震毀。
美國國務卿科德爾·赫爾再次通電呼籲中日停戰；他以為日軍損失不小。但此時日軍第3、11師團開始向吳淞鐵路碼頭、川沙口（非浦東川沙，乃今寶山小川沙）實施強行登陸，並擊退了沿岸守軍。國軍江防司令劉和鼎電報請求支援，張治中覆電：「敵人於獅子林、川沙口登陸，即與陳誠次長商定部署，以第11師向羅店北進，支援第56師之作戰，而由正面抽出兵力為預備隊……是時據報薀藻浜附近同時有敵軍登陸，我守軍迎擊中……」
8月24日，中國軍隊反攻獅子林、吳淞，日軍一度被擊退。然日軍初步登陸者5,000人終未驅盡，留駐於吳淞一帶。陳誠第十五集團軍第11、第14、第67、第98師與日軍血戰。張治中電：「連日敵機甚為活躍，全日在各處轟炸，毫無間斷，我軍日間幾無活動餘地。」白崇禧：「無制空權，仗無法打。我官兵日間因飛機不能動，夜間因探照燈亦不能動。長期抵抗需另作打算。」
8月25日，日本任命松井石根到上海充任統帥，同時宣布封鎖中國沿海口岸。英國大使許閣森由南京乘汽車去上海，中途亦為日機投彈，英使受傷。
8月26日，日本外相廣田向全世界廣播說：「日本現在惟一的方針是給中國以打擊，使之屈膝，不再有戰鬥的精神。」同日，日本空軍飛到中國首都南京貧民區北府塘炸毀6所學校、1座醫院，炸死200名工人。日本海軍發表人在上海宣布，對中國海岸線從秦皇島到北海全部封鎖。
8月27日，日本陸軍前來增援海軍，在長江和黃埔江滙合處登陸。8月28日，日軍第11師團推進至川沙口南方地區後，以主力攻佔羅店鎮。蔣日記寫道：「近日戰局，漸轉劣勢，人心乃動搖矣。」
8月29日，德國顧問亞歷山大·馮·法肯豪森建議國軍死守羅店：「敵之目標，為驅逐我軍遠離上海，截斷我與政治、財政策源中心之聯絡。目前最要害地點，莫如羅店。宜絕對在該處阻止敵人，使不能犯劉行，更不能趨向嘉定。穩固由南翔經嘉定－太倉之連絡，極關重要。」羅店失陷。國軍退守閘北、江灣、廟行、雙草墩一線。日軍一部進逼獅子林。
8月30日，英國向日本提出抗議。在上海初期戰爭中，日本飛機，大砲曾予我方以相當威脅。吳淞口外集結之日軍準備登陸者15,000人，時時企圖著陸，均以大砲掩護。南京上海沿線，均遭日機濫炸。英、美、法等國此時雖一再企圖調停戰事，將上海劃為中立區，乃戰端已開，無法收拾而不果。日本首相亦作談話：「目前已不能與南京交涉，唯有痛擊中國，使之屈膝。」
8月31日，拂曉後，日軍以飛機30餘架，並以海軍艦砲猛擊吳淞，強行登陸；日軍另一部由市輪渡碼頭登陸。中國守吳淞的第六十一師的一個團，傷亡過半，不支後退；惟吳淞砲台，仍由上海保安總團固守。張治中將在劉行的第六師調到楊行、吳淞，驅逐登陸之敵。該師於31日夜，向吳淞攻擊前進，與敵遭遇於楊行以北地區，發生激戰。蔣日記寫道：「我軍轉入被動地位矣。」8月底，「第一人民抗日聯軍（冀察晉邊區第五軍前身）」擁有1,500人，全河北省至少有2萬名遊擊隊。

九月進攻階段

9月1日，吳淞失陷，日軍在楊樹浦登陸進犯。日軍淺間支隊佔領獅子林砲臺。9月1日至9月7日，吳淞、獅子林、寶山相繼失守。
9月2日，日軍岸上兵力遭國民革命軍第十八軍阻於羅店一帶，原欲用在青島方面的天谷支隊轉派增援上海到達吳淞外海，沿吳淞鎮、月浦鎮、羅店鎮的路線推進。9月2日起，日軍重兵進攻三官堂第六師陣地，並強渡泗塘河，被擊退。
9月3日，蔣中正督促張發奎在金山衛構築防禦工事，但隨著10月薀藻浜、大場告急，原杭州海防駐軍移調，造成防務空虛。9月3日至4日，日軍連續向三官堂一帶進犯。第六師十八旅奮勇阻擊，殲敵不少，但該旅傷亡甚眾，旅長翁國華和團長朱福星負傷。
9月5日，日軍淺間支隊聯合天谷支隊突破月浦鎮東方陣地。日軍分三步驟進攻：第一步由飛機密集轟炸，再升起觀測氣球，由砲兵及艦砲進行砲擊，摧毀守軍工事。第二步以戰車掩護步兵推進，砲兵、飛機持續阻絕國軍增援。第三步以突破之缺口向國軍陣地左右席捲，每前進一小段就構築機槍掩體，防堵守軍反擊。
是日晨，日軍分由吳淞、張華浜和沙龍口夾擊寶山至三官堂陣地。第六師腹背受敵，各村落都被燒夷，火藥局守兵全部犧牲，第十七旅旅長丁友松以下傷亡過半，相持至午，該師退守泗塘河。敵軍越過泗塘河橋向西侵犯，於是，獅子林、吳淞間聯繫通道被敵打通，而寶山城中國守軍由此陷入重圍。日本首相近衛文磨發表演說：「中國方面利用帝國之忍讓，侮日抗日之勢愈加高漲，戰局終於波及華中。至此，政府認為採取從來消極局部之手段已不能收拾局面，不得不積極全面對中國軍斷然給予一擊。」
9月6日，國軍第98師師長夏楚中奉令死守寶山。寶山守軍第583團第3營姚子青電報：「敵兵艦30餘艘排列城東門江面，飛機10餘架轟擊各城門……職決遵命死守。」師長覆電：「戰至一兵一卒亦須固守，準備充分巷戰，萬一城垣被陷，亦當與敵偕亡於城中。」姚子青陣亡於東門，除一人翻牆逃出外，守軍全數陣亡。陳誠：「激戰至6日十時，卒以傷亡殆盡，無法支持，全營官兵自營長以下偕城作壯烈之犠牲。」姚子青如此拼死壯舉震撼中國。國軍傷亡過重，國民政府下達第二期作戰計畫，命令各部隊停止現有攻勢，轉赴各預定陣地防制。第二期作戰指導：「如不能達到各個擊破敵人之目的時。依狀況後退至敵艦砲射程外，以決戰目的佔領陣地，乘敵海陸軍火力不能協調之際，發揚我精神與物質之威力」。
9月9日，日本宣布全國轉向戰時體制，下令進行第六次動員。
9月10日，日軍西村敏雄少佐視查完上海戰況回報：「中國軍的抵抗確實頑強，無論被包圍或被砲轟均絕對不後退。派遣軍之臨時動員以軍艦運輸而後續部隊跟不上，使兩師團陷入苦戰。」日本陸軍認為上海方面兵力過少，即使增兵也只是杯水車薪，但由於必需突破上海方面的悲慘戰況，最終不得不同意增兵。日軍統率部決定增強上海派遣軍之兵力。
9月11日，張發奎集團軍（右翼集團軍）轉進至杭州灣北岸；張治中集團軍（中央集團軍）退至瀏河、羅店、薀藻浜；陳誠集團軍（左翼集團軍）退守江灣、洋涇一線陣地。國軍第三戰區司令電：
為整理淞滬嘉瀏一帶陣線，節約兵力，俾達韌強抗戰之目的，第九、十五集團軍即刻轉移。第九集團軍北站、江灣、薀藻浜右岸之線轉移，佔領預築陣地，但需節約兵力……
日本發布對第9、第13、第101師團及第3飛行團之上海派遣令（臨參命第99號）。採取不擴大方針的第一作戰部長石原莞爾隨即呈報辭職，轉調關東軍副參謀長，原職由下村定少將繼任。

國際情勢演變

英國政治戰略長期以來不重視華北，集中力量巨額投資華南和長江，加強同國民政府金融聯繫，希望「和平」解決北方衝突，只要地方性妥協，不會搞中日經濟集團；美國官方態度是與他們無關，泛泛同情中國。9月12日，中國正式向國際聯盟控訴侵華事變，自13日開始召開第18屆國際聯盟總會，日本以中日問題應由兩國自行解決為方針拒絕參與會議。在日軍進攻上海後，日軍以上海公共租界工業區楊樹浦作根據地，沒有考慮英國在此投資1億英鎊之利益，決心迫使南京完全屈服，因此在華英商堅決親華；美國一向堅持「門戶開放」，表明重視中國市場，重申孤立主義，在受威脅地區被要求撤出，10月5日美國總統富蘭克林·德拉諾·羅斯福在芝加哥演說預示改變政策，10月6日美國國務院發表聲明譴責日本侵略和破壞九國公約。於9月27日召開國際聯盟委員會，通過譴責日本軍機轟炸中國無防備都市的決議。
9月14日，日軍重藤支隊登陸貴陽灣，納入第11師團指揮。日軍攻擊重點放在羅店鎮南方。何應欽：「日軍在滬共約12萬人，不獨砲火優於我軍，即人數亦已相當。」

中國第一期防禦

9月15日，中國防線從江邊移開，撤出日本海軍火力圈，圍繞上海北站固定軸心，戰線長40英里。9月17日，中國軍隊撤至北站、江灣、廟行、雙草墩﹙羅店西南﹚一線，繼續與日軍激戰。舞廳、戲院、飯店都變成醫院收容傷員，婦女自願當護士，童子軍白天深入戰場搶運傷兵，商會、工會募捐大批款項購買補給品和慰勞品，上海抗敵後援會向國軍供應一切所需。
9月20日，蔣親自兼任第三戰區司令長官。國民政府軍事委員會將後方到達部隊編組成第十九集團軍，加入左翼作戰。兒童收集香菸錫箔和空罐頭筒，裝上金屬碎片，做成簡易手榴彈；數萬人同戰壕戰士建立定期通信關係，為傷員和康復人員安排各種娛樂節目和講課班，中小學生到醫院替文盲戰士寫家信。
9月21日，中國軍隊調整部署。國府軍事委員會調整第三戰區部署：顧祝同任副司令長官，朱紹良任中央作戰司令，陳誠任左翼作戰司令、前敵總指揮，張發奎任右翼作戰司令。馮玉祥調任華北第六戰區司令官。此時，日軍到上海參戰有第11、第3兩個整師及第13、第16、第101、第9師各一部，計10萬餘人，砲300餘門，坦克200餘輛，飛機200餘架，與中國第九、第五、第十九集團軍對峙於北站、楊行、施相公廟、瀏河一線，展開激烈攻守戰。文化工作者全國抗敵聯合會在上海全市建立幾百個分會，會員總數超過10萬人；作家、教師、新聞記者一方面堅持本職工作，一方面每天晚上承擔講課任務。日第3、第13師主力又進攻瀏河公路，被中國軍隊遏阻。
9月23日，張治中辭去前線職務，轉調中國大本營管理部部長。顧祝同身邊的參謀曾振：「張治中在上海初期作戰時，喜歡在報上發表戰況，以英雄人物自許，無非是想出風頭，博得好評；報紙也有些替他吹的。委員長見報，便屢次告誡，不要發表談話，他哪忍得住悠悠之口？而上海那些記者，偏偏每天必來……最後大概是受了委員長一頓罵，顧副司令長官也勸他不要說了，張治中才不再發表談話。」
9月22日，日軍谷川支隊開始登陸；第101師團於吳淞、上海之間登陸，朝第3師團左翼推進。日軍主力突穿國軍第十八軍陣地。同日，65架日機空襲南京，轟炸30個地方。
9月26日，江灣、閘北中國守軍在煙幕彈掩護下進攻，中國軍隊退至大場、新涇橋、唐家橋帶。
9月27日，日軍第9師團於吳淞、上海之間登陸。
9月30日，日步、砲、空協同全線進攻，相繼突破萬橋、嚴宅、陸橋陣地，全線轉移陳行、廣福、施相公廟、瀏河一線。

中國第二期防禦

10月1日，日軍第13師團於吳淞、上海之間登陸，被定位為二線兵團。10月4日，日本作戰部長下村定召開會議研究「是否擴大華北方面的作戰以實施山東作戰，或將其停留於適當戰線轉用兵團於上海方面」，作戰課課長武藤章強調應實施山東作戰，但內部最終決定：「目前最重要的任務在上海方面的積極行動，以期獲得戰果。」隔日，決定轉用華北兵力將主戰場移至上海。下村定部長的著眼點在於想將敵軍主力予以擊破，截斷上海經濟迫使國民政府屈服。預定再派遣一個軍於10月30日在金山衛登陸，此登陸計劃引起參謀本部的爭論，認為準備不足危險性太大，但九國公約在即，最終仍決定斷然實施。日本陸軍省制定〈昭和12年度對華北作戰計劃〉：「對華中方面原計劃以第九軍佔領上海附近，但中國軍隊增加了兵力，構築了防禦工事，因此計劃新編第十軍從杭州灣登陸，兩軍策應向南京作戰。」
10月5日，美國總統羅斯福於芝加哥舉行隔離演說（Quarantine  Speech）：「(日本)現在已出現了無宣戰布告或警告，無正當理由就被空襲，殺戮包括婦孺在內的一般市民。這好戰傾向有逐漸流行蔓延之虞，應由愛好和平的國民共同給予防阻隔離。」中國駐美大使王正廷：「美國總統演說，全國響應，中南美各國亦均贊助……美國在九國公約會議可能將主張先禮後兵，設法調停；不遂，與各國採取制裁方法……」但陳公博在巴黎與中國駐歐使節開會後不表樂觀：「因為他們態度都不很積極。」10月6日，日本外務省河相達夫對於美國總統措詞強硬的演說作回應：「現在世界上『有資源國家』與『無資源國家』的爭執，熱烈討論資源、原料分配不公的問題，如不能矯正此不公平，而『有資源國家』拒絕對既得利益讓步時，是否除了戰爭外別無他法？」
10月7日，日軍第3、第9師團在國軍第87師及第一軍正面由薀藻浜北岸強渡，指向大場。國軍加以狙擊並激戰數日。
10月8日，日本參謀本部二宮義清少佐視查完上海戰況回報：「日本軍兵力強但缺乏彈藥，軍官死傷因狙擊所致，應改變服裝。中國步兵的戰法在於『緊跟對方步兵』；跟著對方以利用手榴彈或迫擊砲來分勝敗，另外也有避免受日軍砲擊的目的。」10月9日，日本外務省：「日本的行為是屬於自衛。」
10月12日，何應欽：「戰事發生至今，國軍在淞滬死傷達六萬三千餘人。中國空軍損失約四十架，海軍幾已被全滅。」
10月15日以後，第21集團軍到達。
10月17日，國軍第二十一集團軍到達前線。上海派遣軍戰況並不理想（9月11日至10月20日，日軍只推進5公里），預定於14日對大場鎮的攻擊被迫延期，甚至原先的二線兵團（第13師團）也投入一線作戰，故日本參謀本部決議將主戰場由華北移至華中，在中國東北待命之第18師團及華北之第6、16師團及國內之第114師團、後備部隊兩個聯隊，均使用於上海方面；第16師團，預定由白茆口登陸。由於日本本土僅剩近衛、第7兩師團，顯見參謀本部對上海作戰期待極大。由於上海作戰消耗過大，日軍感到幾乎沒有餘力為而後的太原會戰增加兵力。日本陸軍省要求上海派遣軍於九國公約開會前攻下閘北、嘉定。
10月18日，國軍軍事委員會作戰組第一部劉斐因「不明原因」提供錯誤情報：「日軍有在杭州灣登陸企圖，估計最多一個師，不會對上海戰局有影響。」

中國第三期防禦

10月19日，15萬日軍在上海前線開始「總進攻」，集結大批步兵、700門大砲、150架轟炸機，目標是佔領上海西北大約6英里之大場鎮；10月24日，150架轟炸機全部集中在大場鎮上空轟炸。顧祝同電何應欽：「聞敵將有三個師團來滬增援，其先頭部隊26日可抵滬。」
10月25日，日軍突破大場、新涇橋陣地。
到10月26日，日軍右翼向前推進大約5英里。10月26日早，陳誠陣地司令部所在地大場鎮失守，薀藻浜被日軍突破。江灣、閘北中國守軍向虹橋鎮、小南翔撤退，以一部留蘇州河北岸要點及四行倉庫阻止日軍。國軍自上海市區撤退：「本軍以達成持久抗戰之目的，除以一部據守鐵道沿線附近諸點外，將南翔以東陣地逐次轉移於吳淞江南岸。」陳誠、白崇禧、李宗仁均建議撤守蘇州河防線陣地，往吳福線、錫澄線移轉，蔣中正一度同意，但隨後又下令回防。晚，國軍撤出閘北。
10月27日，守衛「大場防線」的國民革命軍第八十八師第五二四團第二營400餘人（報紙宣稱「八百壯士」），由團附參謀謝晉元兼任代理副團長，營長楊瑞符率領，潛伏於蘇州河北岸之四行倉庫，掩護大軍撤退。大場鎮落入日本人之手，國軍開始有秩序撤退。事後該營不願離開陣地，宣誓與敵週旋，悲壯激烈。女童軍楊惠敏穿過無人區，將一面青天白日滿地紅旗獻給400餘名勇士，在閘北失陷後，國旗依然迎風飄揚。倉庫上懸國旗，英軍勸其退入租界亦遭拒絕，上海人民以食物用品慰勞者，不絕於途。國軍撤離上海，在西郊打掩護戰，堅持一個多星期，使日本人未能完全包圍上海。蘇州河畔國人展望此一幕血之鬥爭，無不感動而泣，全國人心由八百壯士所表現之精神，益為奮發。
10月30日，日軍向虬江南岸猛攻，中國軍隊撤至新涇鎮以南抵抗。國軍離開上海北站，閘北成為一片火海。國軍糧彈俱盡棄守防線，撤入英租界。後被漢奸出賣，繳械俘虜再被轉至南洋作為苦力俘虜營。
10月31日，於苦鬥4日後奉蔣命令，退出最後陣地，移入租界。日本上海派遣軍為封鎖上海南市，決定攻擊蘇州河南岸的敵軍；第3師團開始渡過蘇州河；翌日第9師團右翼渡河成功。
閘北撤退後，滬西戰事雙方以蘇州河為對峙線，自滬杭路以西至申紀江為止。左翼小南翔迄土地堂一線，敵人以南翔、嘉定為目標，五路進攻。土地堂與廣福間拉鋸戰相繼數天，真南路上，砲火連天。
是月，孫立人率稅警總團第四團在周家橋成功擊退日軍渡河。但在此役孫立人受到迫擊砲彈攻擊身受十三處創傷，因宋子文之助立即送往香港接受完整治療。

日軍登陸金山衛

11月3日，日軍數次越過蘇州河。11月4日，日軍第13師團接替重藤支隊、永津支隊的長江守備任務。
11月5日以後，日軍第10軍在杭州灣北岸之全公亭、金山衛兩地登陸，日軍兩路猛犯松江。是日拂曉，日軍第10軍第6、第18師團及國崎支隊，在全公亭、金絲娘橋、金山衛、漕涇一線登陸，分南北兩路進攻松江橋、閔行及呂巷、太平橋。國民政府代表、特務頭子戴笠招募組織射擊和特務團，包括苦力和上海公共租界市政職工共3,000人，負責狙擊和偵察敵人動向，由於漢奸告密，其中500人被日本人炸死於一座建築物裡。右翼軍命令所部對北路日軍阻擊，雙方鏖戰至11月6日晚，中國軍隊撤到南橋、葉榭附近。日軍向黃浦江突進。晚間，國軍副參謀總長白崇禧主張將軍隊撤到吳福線。軍令部長徐永昌：「我軍若撤至吳福陣地，敵必在上海協定線堅固不進，以緩和各國之干涉。日前上海各國領事調解浦東南市作中立區，我以為許之至佳。而反對者有之，持重觀望者有之。在今日說，直是不費之惠。蔣中正則擬固守南市，是又出於純軍事或外交範圍外矣。」
11月6日下午，南路日軍攻佔呂巷、廣陳後，於晚間攻佔金山。日軍在靠近乍浦之金山衛登陸，到11月8日推進，威脅國軍右翼。
11月7日，為統一指揮上海派遣軍及第10軍，日本大本營編成中支那方面軍，由松井石根大將兼任方面軍司令，並下達臨參命600號（統制線）：「將華中方面軍的作戰地區為蘇州、嘉興之線以東。」
11月8日，太原、任縣失守。國軍於晚間下令淞滬戰線向平嘉、吳福線移轉。由於九國公約會議正在召開，蔣中正則電令前線希望再守3日。按日方統計傷亡已達4萬餘人。
11月9日，青浦、松江經日機轟炸，幾成焦土而淪陷。中央軍朱紹良部開始向青浦、白鶴港轉移，左翼陳誠部同時西撤，右翼翼軍張發奎部撤至蘇嘉線附近。日軍第3師團向龍華推進，第9師團向高家灣追擊。蔣中正下令撤退，但部隊秩序已經混亂，國軍兵分兩路（北路沿京滬鐵路，南路沿蘇州河）向南京及杭州撤走，因日軍戰鬥機不停朝沿路退兵機槍掃射，國府軍此階段傷亡尤為慘重。
中國軍隊奮勇迎擊，寸土必爭，日軍因正面進攻挫敗，乃於11月初以重兵自杭州灣北岸登陸，中國軍隊後路受威脅，乃於11月11日全線撤退，重作布置。南市孤軍苦戰3日，於11月11日撤退，浦東亦為日本佔領。11月12日夜，上海市區全部陷落，淞滬會戰結束。日軍攻佔上海後，進攻南京。

會戰之後

11月13日，國民政府發表自上海撤退之聲明：
「各地戰士，聞義赴難，朝命夕至，其在前線以血肉之軀，築成壕塹，有死無退，陣地化為灰燼，軍心仍堅如鐵石，陷陣之勇，死事之烈，實足以昭示民族獨立之精神，奠定中華復興之基礎。」
日軍第16師團在太倉附近白茆口登陸。國軍於月中由太倉、崑山、瀏河撤退，將全線調整，東起福山，經常熟，越蘇州、吳江、平望，西接嘉興，東南迄乍浦至獨山。日軍向支塘鎮前進。國軍第十五、第二十一集團軍一部進入常福陣地。間諜早就告訴日本人有空檔地方和守兵薄弱之據點，在德國軍事顧問堅持下，南京建造一系列堅固堡壘實際上不戰而撤。
11月15日，蔣中正召集會議，希望國軍努力抵抗掩護遷都。南京撤退開始。
11月19日，國軍下令棄守吳福線。徐永昌：「九時悉嘉興被敵佔領，我軍退至距城數里之線。又南潯亦為敵佔領。常州顧墨三（祝同）電話，蘇州為敵佔領，已退無錫、江陰之線。因偕往蔣先生處，決定不必再論守城，祗求江陰至長安之線能多守幾日。據何敬之（應欽）云：僅軍政部之要品須一百列車方能運走。」
11月20日，蘇州失守。南京告急，國民政府即移駐四川省之重慶，建為陪都，主要軍政機關則在漢口辦公。到11月中旬，日軍和南京之間只有一支國軍迅速喪失戰鬥力撤退，直接威脅南京。11月23日，日軍至無錫。11月26日，國軍下令棄守錫澄線，上海戰役結束。蔣中正在日記中留下：「竟不分步驟，全線盡撤，絕無規律，痛心盍極！」
11月27日至12月7日，江陰要塞因彈盡援絕失陷。宋美齡在戰爭期間親赴上海戰場慰問官兵，遭日軍炸傷出國醫治。

戰後統計

8月13日戰事爆發，廠礦遷移委員會成立，工廠內遷至1940年大體結束。內遷企業中67％是重工業，至1940年經政府部間協助內遷之技工約12,164人，其中機器業5,968人。
依日方統計：淞滬戰場陣亡9,115名，負傷31,257名，合計40,672名。根據日本防衛廳所著作的《中國事變陸軍作戰史》表示，日軍實際傷亡是98,417人，日軍公開發布的4萬多人明顯縮水。何應欽個人統計：國軍死傷約187,200名。這次戰役，日軍傷亡6萬多人，被中國軍隊擊毀、擊傷飛機120多架，艦船20餘艘。計淞滬之戰前後3個月，日軍死傷逾10萬人，中國軍隊浴血苦戰，尤以八百孤軍之困守四行倉庫。

對戰局的影響

淞滬會戰挫敗日軍中央突破、速戰速勝之戰略意圖，迫使日軍在華北戰場上轉攻為守，在青島地區暫停軍事行動，打亂日本軍國主義者侵華之全盤計劃，使他們未能3個月滅亡中國。從國際上來說，使中國財政部長孔祥熙在歐洲之行中借到大筆貸款來購買武器：從英國借到1億3千5百萬元；從瑞士和荷蘭財團借到2千3百萬元；從捷克斯洛伐克之斯科達工廠借到5千萬元。它是中國局部抗戰轉向全面抗戰之歷史轉折點，在國際反法西斯鬥爭中佔有極重要地位。國民政府各部門加緊實行軍事管制，全國都在動員年輕人接受軍事訓練。
白崇禧對淞滬戰役之檢討：「對日軍之檢討：1. 敵人利用淞滬沿海之形勢，發揮陸海空三軍聯合作戰之威力，以裝備之優良，訓練之純熟，發揮各兵種在戰場上之戰力，予我軍創傷甚重。 2. 日軍官兵在戰埸上均能發揮奮鬥犧牲，前仆後繼，有武士道與大和魂之精神，彼雖為我之敵人，亦應取其所長而效法之。 3. 敵人之紀律太差，對民眾姦淫、擄掠無所不為。我軍雖裝備不如敵人，因日軍之行為所激起同仇敵愾之心理，卻為抗日戰事中激發精神之利器。 對國軍之檢討：1. 國軍官兵深具民族意識與國家觀念，於淞滬戰場雖制空、制海權操之於敵手，而我方之裝備訓練亦遠不如敵人，然我軍悉能以血肉之軀與日軍相抗，其視死如歸之精神可歌可泣。 2. 我軍以劣勢之陸軍裝備，抵抗敵軍海陸空聯合作戰之優勢，所憑藉的全是愛國精神。自8月13日至11月9日將及三個月，我軍傷亡雖重，但敵人損失也不少。打破日軍閥三個月征服中國之迷夢。 3. 我軍因無空軍掩護，砲兵又少，攻堅非常困難。抗戰期間，我軍攻陷敵人堅固陣地之戰役，固不乏其例，如昆侖關與密支那兩埸戰役，但終屬少數，考其原因乃在於武裝不如敵人。 4. 日軍砲火猛烈，又有空軍掩護，我軍進攻效果很少。 5. 我軍訓練遠不如敵人，使用同一武器之命中率亦遠遜於敵人，步兵對輕重武器因訓練不精，不能使用自如。未發揮較大之威力。」
外國列強認識到，一旦日本勝利，在華利益是得不到保障；通過國際聯盟、布魯塞爾之九國會議和美國總統羅斯福強力聲明，正式遣責日本侵略。中國軍隊之犧牲精神和戰鬥能力，贏得各國軍事觀察家高度評價。中國贏得世界人民同情和聲援，他們充分了解中日戰爭第一個大戰役，因為戰爭是在一個國際大港口進行。英國《泰晤士報》1937年10月28日社論中說：「十週之英勇抵抗，已足造成中國堪稱軍事國家之榮譽」；「一般所認為不能保持一日之陣地，彼等竟守至十週之久，此種奇跡，自屬難能可貴」。1937年10月，英國不希望懲罰日本，促成九國公約簽字國之布魯塞爾會議，由美國牽頭，邀請蘇聯參加，日本和德國沒有出席會議；在義大利反對下，會議只通過一項敦促「和平解決」之決議便休會。英國《新聞紀事報》10月28日社論也說：「華軍在滬抵抗日軍攻擊之戰績，實為歷史中最英勇光榮的一頁。」
淞滬之戰，日軍共投入2個軍9個師團約30萬人，比整個華北戰場日軍全部兵力多出2個師團。10月，日本恢復對華北攻勢。經過3個月戰鬥，日軍傷亡5萬多人，令「速戰速決」、「三個月解決中國事變」的意圖失敗，提高了中國國民抗戰鬥志與士氣。11月8日，板垣師團開進山西太原。
原先蔣中正打算速戰速決，並將日軍注意力從華北轉移到華中，為了達到這目的他將手中受過德國顧問訓練最精良部隊全數送上前線。不過由於速戰速決目標失敗，導致更多兵力加碼投入戰場與具有軍艦支援且補給源源不絕的日軍進行絞肉戰，總計國民政府在這場戰爭除了中央軍外，先後各派系部隊共78個師、7個獨立旅、3個暫編旅、中央軍校教導總隊、砲兵7團、財政部稅警總團、憲兵1個團、上海市保安總團、上海市警察總隊、江蘇省保安團4個團，3隊海軍艦隊，兵力總數60萬人以上。精銳部隊如第八十七師、第八十八師以及久經訓練、裝備精良之財政部稅警總團都被全完消滅，國軍總共犧牲30多萬人。在戰鬥中損失三分之二以上，使蔣實力大為削弱。
此外，《李宗仁回憶錄》中指出：「當時我軍參戰約五十餘師，戰鬥兵員在六十萬左右，約全國兵力的百分之六十。當時淞滬戰場離蘇嘉鐵路第一道國防線尚有百餘華里。投入戰場人數既多，然而上海是十里洋場，四面平曠，無險可守，日軍陸海空三軍的火力可盡量發揮，我軍等於陷入一座大熔鐵爐，任其焦煉。敵方砲火之猛，猛到我砲兵白日無法發砲，而夜間又無法尋找目標，只是盲目轟擊。所以淞滬之戰，簡直是以我們的血肉之軀來填入敵人的火海。每小時的死傷輒以千計，犧牲的壯烈，在中華民族抵禦外來的歷史上，鮮有前例。……是我國抗戰八年，犧牲最大，戰鬥最慘的一役。」蔣中正知道國軍只有極小機會獲勝，上海將會失去。12月6日，蔣介石從武漢向全國發表廣播講話，分析中國面臨之問題，並保證要繼續抗戰。1938年11月28日，蔣在第一次南嶽軍事會議開會訓詞：「（敵人）乘虛在杭州金山衛登陸，這是由於我們對側背的疏忽，且太輕視敵軍，所以將該方面布防部隊全部抽調到正面來，以致整個計劃受了打擊，國家受了很大的損失。這是我統帥應負最大的責任，實在對不起國家！」
馮玉祥說：「我們的部隊，每天一個師又一個師投入戰場，有的不到3個小時就死了一半，有的支援5個小時死了三分之二，這個戰場就像大熔爐一般，填進去就熔化了！」
除了軍隊的耗損以外，淞滬會戰後期毫無章法的總撤退使整個戰線完全潰散。11月10日早上，蔣介石急忙下令從上海撤退，整個撤退亂成一團，最後，撤退變成了「潰敗」。日後創造長沙大捷的名將薛岳回憶11月11日傍晚，他正在安亭司令部與67師師長黃維通電話時，突遭日軍攻擊，通話中斷。他急令特務營抵抗，同時率人員撤退，特務營全部犧牲。途中雪鐵龍車又遭日軍襲擊，司機、副官和衛士全部中彈殉職。此時薛岳正感冒發燒，急忙打開車門，跳到路旁的稻田中，游過河溝倖免於難。薛岳爬上河對岸後，又乏又凍，加之重疾高燒，躺臥在公路邊，幸好國軍五十四軍十四師一支部隊恰好經過，被送至崑山療養。胡宗南隨第一軍撤退到青浦西北，司令部和警衛連幾被全殲，犧牲巨大，身邊只剩下幾個人，他在11月20日致信戴笠說：「黃埔部隊多已打完，無人撐持，其餘當然望風而潰矣。」。淞滬會戰大潰散讓日軍得以長趨直入，間接導致了南京保衛戰提早開戰。甚至有人指出10年後蔣介石在徐蚌會戰慘敗的影子，早在1937年歲末就曾在上海閃現過，「在同一地方連連摔倒，這是蔣介石軍事上最拙劣之處」。
以軍事面來說，國民政府不但戰敗以外還讓其軍事實力大幅受創，使得多年建軍付諸流水；但在政治面上卻是成功的，淞滬會戰將中日衝突成功的檯面化宣傳到國際媒體。也讓世界清楚中華民國政府對日本的立場：不再等待日本「和平地」將其一塊一塊地征服侵吞，也證明了中國絕不會向日本投降。隨著戰爭進展，中國不得不得不從全國各地調集精兵來補充嚴重損失。
最後，日軍原先希望藉由有限度衝突取得在華利益的作法，在淞滬一戰後開始無法收拾。淞滬會戰向全世界展示中國及其軍隊嶄新一面，使人們看到日本軍事力量在有利戰略形勢下用三個月才佔領上海。最終也只能在傷亡慘重下勉強奪得勝利，而國民政府在此戰以後毫無對日本妥協的態度使日軍無法回收戰爭成本，在一無所得下日軍必須增兵以在這場戰爭獲得利益，這種惡性循環最終使日本國力逐步拖入崩潰邊緣，並引發更大規模戰爭。12月13日，日軍打入南京，洗劫難民，姦淫擄掠；國軍撤退時遭受損失，有些人來不及撤退。
雖然淞滬會戰中國在戰術上失敗，但戰略上成功將日軍移往中國東南，使日軍主力陷入山川河流衆多之地形，使日軍無法佔領全中國。中國工業實行軍事管制，數十萬人修建新軍事公路連結蘇聯；立法院院長孫科前往蘇聯、英國和法國，爭取支持中國長期抗戰。上海守軍之抵抗掩護黨政機關學校和工商企業轉移往內地，為抗戰保留元氣。從政治上來說，使國內動搖分子也有信心，認識中國力量。

對中國政治的長期影響

蔣中正在淞滬會戰幾乎投入所有的精銳部隊，最後除了慘重傷亡之外戰爭還輸的一敗塗地，但日本當時尚未做好侵略中國的準備，因此無法有效的趁勝擴張，否則淞滬的戰敗後果將不堪設想。各種抗日政治派別代表在武漢商討聯合行動之措施。在這之後，中央政府的兵力與各地軍閥的差距縮小，這時中國共產黨、各地軍閥都各據一方，擁兵自重。日後長江中下游的各省的喪失，使得國府吃緊的財政更加雪上加霜，不得不與各地軍閥爭奪稅賦資源，造成抗戰中的內戰。1938年1月15日，根據中央政府特別授權，晉察冀邊區政府在五台山正式成立，在山西、察哈爾及河北省共擁有10萬遊擊隊員。淞滬會戰後大量的游勇散兵，國民政府無力加以收編，因此成為各地土匪游擊隊造成後方百姓的困擾，或者被中國共產黨加以吸收，使得八路軍與新四軍的實力急速強化，到1940年7月7日時八路軍、新四軍已發展到五十萬人。蔣中正知道「攘外必先安內」，但還是沒法改變歷史。但由於中央軍的慘重犧牲，奠定了蔣中正作為中國抗戰軍事統帥的地位和形象。也讓抗戰時各地軍閥大多聽令重慶政府的命令，如果沒有淞滬抗戰，各地軍閥依舊無法統一指揮，蔣中正也無法處決臨陣脫逃、失守山東的韓復榘。

對上海城市發展的影響

持續3個月空前慘烈的淞滬會戰極大的改變了上海城市發展的空間格局。上海的蘇州河以北地區，包括上海公共租界的北區和東區，以及閘北華界，由於控制了黃浦江下游岸線，和陸上門戶火車站，曾經是20世紀初上海城市發展最迅速的地區。
淞滬會戰期間，閘北成為中日兩軍對峙的前線，幾乎100％毀於戰火，新市區的損失達到70％，此外南市區和吳淞的損失也相當嚴重。無數的建築物葬身火海，上百萬當地居民被迫避難到蘇州河以南的租界地區。
上海進入日據時期後，上海城市的精華完全集中於蘇州河以南面積有限的租界地區，此後除虹口租界外，蘇州河以北地區嚴重衰落，對上海後來的城市發展造成了長期性影響。戰爭廢墟上後來曾經形成大片難民聚居的貧民窟，曾是上海很長時期內極其注目的城市景觀（由於缺少保護價值，現在大部分已經改造成高層樓群）。