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、橫濱路一帶，接着以主力進攻寶山路、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。

八一四：
8月14日，國民政府發表《自衞抗戰聲明書》，痛斥日本對中國之侵略，宣佈實現天賦自衞之權。聲明書原文如下：
「中國為日本無止境之侵略所逼迫，茲已不得不實行自衞，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、海洛英，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，迫而為正當防衞；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，死中國保安隊守衞機場之衞兵一名，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衞力量。日本空軍並在上海、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劃，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，尚不能採用正當防衞之手段。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，惟有實行天賦之自衞權以應之。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。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，滿佈天空，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架轟炸我杭州筧橋空軍基地，9架轟炸廣德機場。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。
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日被日軍攻擊佔領的持志大學、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。[21]第八十八師進攻虹口的日本海軍陸戰隊司令部。
同日，日本近衞內閣召開臨時內閣會議，決定對中國採取「斷然措施」。

補充一下參戰部隊方面的資訊：

中國部隊：

國軍參戰軍隊未必準確，部份僅列名戰區序列，實際可能被移轉至杭州灣、浙東防禦。其間中國空軍閻海文上尉之壯烈事蹟受到日軍讚揚；沈崇誨上尉因機械故障與日艦同歸於盡。

日本部隊：
1937年虹橋事件以前，日本在上海軍艦本有12艘，8月11日又有佐世保第2艦隊軍艦16艘開到，陸戰隊2,000名登陸。日本為支援上海作戰，日本海軍以加賀、赤城、龍驤、鳳翔等航母於長江口外之佘山島一帶，策應日本本國機群作戰。
日本第1艦隊、第3艦隊除了5艘於吳淞口外，川內、由良、名取、鬼怒之二等巡洋艦，與時雨、白露、夕暮、有明、初霜、子日、若葉、初春等新式一等驅逐艦，早在8月10日前停泊於淞滬附近。

八月進攻階段：
8月15日，日機16架襲南京，中國飛機昇空迎戰，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。」
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、蘊藻浜、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。[10]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艘集藻浜兩路局碼頭冒死登陸，卒為中國軍隊肅清。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。是日晨，日軍第11師團與中國海防司令沈鴻烈部戰艦激戰。
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（川沙鎮）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……是時據報蘊藻濱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，同時宣佈封鎖中國沿海口岸。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。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，時時企圖着陸，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。」

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衞構築防禦工事，但隨着10月蘊藻濱、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。日本首相近衞文磨發表演說：「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。」姚子青如此拚死壯舉震撼中國。國軍傷亡過重，國民政府下達第二期作戰計劃，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，日本宣佈全國轉向戰時體制，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、蘊藻浜；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、蘊藻浜右岸之線轉移，佔領預築陣地，但需節約兵力……
日本發佈對第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：
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。於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。
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。
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。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。
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。
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。下村定部長的着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日在金山衞登陸，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佈告或警告，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師及第一軍正面由蘊藻浜北岸強渡，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』；跟着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衞。」 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衞、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22日，日軍向大場發動攻擊。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。
10月26日早，陳誠陣地司令部所在地大場鎮 (上海市)失守，蘊藻濱被日軍突破。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，守衞「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。在日軍包圍下，該營沿途收容傷兵、散兵。事後該營不願離開陣地，宣誓與敵週旋，悲壯激烈。女童軍楊惠敏更在日軍戰機掃射之下，將國旗送予部隊，青天白日滿地紅旗在槍砲下飄揚。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。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。國民革命軍孤軍奮戰，擊退敵人數十次進攻。同時，上海人民也以極大熱情支持壯士。
10月30日，日軍向虯江南岸猛攻，中國軍隊撤至新涇鎮以南抵抗。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濱為止。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。

其中，特別提一下四行倉庫保衞戰。