10月28日：

中國守軍連夜搶築工事，沒有人睡覺。早上謝晉元用從楊惠敏處得到的上海商會的電話號碼與上海商會聯繫。
四行倉庫的位置及建築結構對守軍相當有利。四行倉庫臨近上海公共租界，日軍不敢用海軍炮火攻擊。他們怕炮彈落入公共租界內，因為日本此時尚不願意同歐美開戰。日軍也不敢像在上海其他地方那樣使用芥子毒氣，因為這將暴露在全世界面前。
早上7時，一架日軍轟炸機在倉庫上方盤旋，但因為害怕誤中公共租界並未投彈。在遭到守軍防空火力攻擊後日軍轟炸機離去。
上午8時，營長楊瑞符召集全營官長及班長講話鼓舞士氣。10時謝晉元與楊瑞符共同視察工事並觀察日軍動向。當他們在樓頂上時謝晉元發現一隊日軍沿蘇州河北路移動，據楊瑞符回憶大約在一千米外。謝晉元拿起一支槍向其射擊，當場擊斃日軍憲兵一名。
下午3時開始下雨，四行倉庫周圍的火逐漸熄滅。日軍在西側發動另一次主攻，他們佔領交通銀行大樓，並在四行倉庫北面部署加農炮進行攻擊。加農炮對四行倉庫厚重的牆壁無法造成致命傷害，而在交通銀行大樓內的日軍又很容易被佔領制高點的中國守軍壓制住。兩小時後日軍放棄進攻，但得以切斷四行倉庫供電及供水。
當日由第一連陶杏春連長、營部軍官湯聘梓和機槍連楊排長帶領的一小隊中國士兵加入了戰鬥。
這期間上海商會得到中國守軍仍在閘北消息後相當激動，消息很快通過電台傳遍全城。人們在雨中聚集在蘇州河南岸，為守軍助威。上海市民向守軍捐獻十多卡車給養。卡車於夜間抵達四行倉庫附近，守軍用沙袋築牆到卡車旁，將給養拖至倉庫。搬運給養用了四個小時，在此期間三名守軍陣亡。守軍收到了食物、水果、衣物、器具和市民的慰問信。一隊記者也來到了四行倉庫，但由於謝晉元與楊瑞符因事繁忙，由機槍連雷連長代為接見。
謝晉元通過上海商會，向美軍要求送十名重傷員離開戰場。美軍同意了此項要求，因此傷員趁夜幕掩護被抬離戰場。
同晚上海商會決定向守軍送一面中華民國國旗。中國整編部隊當時沒有攜帶國旗和軍旗，當楊惠敏將國旗送入四行倉庫時由最高指揮官謝晉元親自接旗。當楊惠敏問及守軍的作戰計劃時，守軍回答誓死保衞四行倉庫。楊惠敏十分感動並向謝晉元索取所有守軍的名冊，並將其通告全國。但為了迷惑日軍同時又不使楊惠敏失望，謝晉元讓人根據原五二四團的名冊偽造了一份800人的名單。另據楊瑞符回憶，之前送出就醫的傷員也被告知，若外界問起倉庫中有多少守軍時要回答有800人。這就是「八百壯士」的由來。

楊慧敏與中華民國國旗。

10月29日：
10月29日早上，上海市民發現四行倉庫樓頂升起一面中華民國國旗。由於楊惠敏只帶來了國旗但倉庫內沒有旗杆，因此守軍用竹子和草繩臨時製作了旗杆。守軍中只有一小部分人參加了升旗儀式。而蘇州河對岸聚集的群眾據說超過三萬人，他們歡呼「中華民國萬歲！」（一說「中華民族萬歲！」）。日軍開始對中華民國國旗發動空襲。由於防空炮火密集，同時顧忌誤傷公共租界，日軍飛機沒能摧毀中國國旗就撤退了。經過兩天戰鬥，四行倉庫外防禦工事和倉庫本身都遭到破壞。
中午，日軍發動迄今最大規模攻擊。加農炮和輕裝坦克從各個方向發動進攻，迫使中國守軍第三連從倉庫外工事中撤回倉庫內。四行倉庫西側本來沒什麼窗戶（這可以從上面的照片看出），而日軍的炮擊卻給守軍打開了許多射擊孔。一隊日軍試圖通過梯子爬入倉庫二樓，謝晉元當時恰好在二樓窗戶前。他一手奪過第一個上來的日本兵的槍，另一隻手將其推下，之後向第二名日軍射擊，最後推倒了梯子。一名在戰鬥中負傷的士兵將自己綁上手榴彈跳下倉庫，利用自殺攻擊炸死約二十名日軍。戰鬥直到天黑，此時日軍以裝甲車和加農炮掩護進攻。最終日軍再次失敗後，開始用挖掘機向四行倉庫挖地道。河對岸市民用大字報通知守軍日軍的行動。 一人甚至在發現日軍準備再一次發動進攻後，打電話通知四行倉庫守軍。

10月30日~11月1日：
10月30日早上7時，日軍大部分時間用加農炮再次進攻，只有少數步兵參加。日軍試圖摧毀四行倉庫，由於建築堅固，沙袋和修理材料充足，守軍得以時刻修復。據楊瑞符回憶，加農炮炮火相當密集，平均每秒都有炮彈落下。傍晚時，日軍用數盞探照燈照亮四行倉庫，以便炮擊。戰鬥持續一天，守軍摧毀日軍數輛裝甲車。
上海公共租界中的外籍人士不願戰鬥地點接近他們。面對日本壓力，他們同意勸說中國軍隊停止作戰。10月29日，外籍人士派代表向國民政府遞交請願書，要求以「人道主義原因」停止戰鬥。對於蔣中正來說戰鬥已經勝利，絕大部分中國軍隊已經撤離，並重新部署到新位置，戰鬥已經引起西方世界注意。所以他下令部隊在10月31日撤離四行倉庫。上海警備司令楊虎受命與英軍將軍斯馬萊特會面，會議決定第五二四團撤至公共租界，與在上海西部戰鬥的第八十八師匯合。日軍指揮官松井石根表示同意並保證允許中國守軍撤退，但事後很快反悔。謝晉元希望能繼續留守四行倉庫，直到戰鬥至最後一人。最終，張柏亭勸說其同意撤退。
午夜，11月1日，謝晉元帶領376人分小隊，分批通過新垃圾橋撤入公共租界。約十人在撤退中被日軍機槍打傷。到凌晨2時，所有守軍均完成撤退。

楊養正獲得的忠貞獎章執照

後續：

部隊撤退後隨即宣布與第八十八師匯合，但馬上被租界內的英軍攔截沒收武器並限制自由。這是因為日軍威脅：如果讓他們離開就要入侵租界。他們被送至公共租界西部意大利防區的膠州路進行隔離。
蔣介石提升了所有參加保衞戰的軍人的軍銜（各晉一級），並授予謝晉元與楊瑞符青天白日勳章。
在他們被軟禁期間，上海市民經常探訪他們並進行文娛表演。軍官為士兵開設了多種課程如，外語、數學，基督教神學。《共產黨宣言》的中文譯者陳望道也經常到營地探望。士兵繼續每日進行軍事訓練並保持高昂的鬥志。他們抵住外界的壓力堅持升國旗、唱國歌。
1938年8月11日，被困於上海膠州公園隔壁孤軍營的四行孤軍為紀念八一三抗戰一周年懸掛中華民國國旗，與公共租界白俄商團發生衝突，衝突中愛國官兵被商團擊斃2人，傷94人。團長謝晉元等16人被扣押，次日四行孤軍絕食抗議暴行。同日將上海各界捐助的281元轉捐作保衞武漢之用。是月13日，蔣介石電令中華民國行政院與公共租界交涉此事，後公共租界工部局被迫同意恢復8月11日之前狀態，嚴懲肇事者，撫恤被難士兵，四行孤軍可自由懸掛國旗，不受干涉。
淞滬會戰中方雖然失敗，並損失國民革命軍近三分之一精銳部隊，但它鼓舞中國軍民的士氣，並向外界傳達中國積極抗戰決心。媒體用「八百壯士」來稱呼這414名守軍，同時《八百壯士歌》被創作出來以激勵軍民抵抗日本侵略。但蔣中正期盼的外國援助卻毫無進展，歐洲各國除了對日本提出譴責外沒有任何實際行動。只有德國和蘇聯在二戰歐洲部分爆發前援助過中國，而德國迫於日本壓力於1938年結束了對華援助。
守軍在「孤軍營」中被羈押三年多。後來日本方面聲稱允許釋放這些士兵，但條件是解除武裝並以難民的身份離開上海。謝晉元拒絕了這些條件，並於其後多次拒絕了中華民國維新政府（1938年-1940年）及汪精衞政權（1940年-1945年）的勸降。
1941年4月24日，謝晉元像往常一樣指揮孤軍官兵做早操。謝晉元一個人站在操場門口檢查士兵遲到的情況，已被汪精衞政權收買的二連下士郝鼎誠、四連下士張文清、尤耀亮，上等兵張國順4人從大禮堂方向走來。代團長謝晉元走上去問他們為什麼遲到。郝鼎誠突然拿出身藏的匕首刺向謝晉元面門，隨後在其頭胸等部位猛戳，其餘3人也一擁而上，向其左太陽穴及咽喉等致命處狂刺，謝晉元當場倒地。共有超過10萬人參加了他的葬禮，而三天內湧進孤軍軍營瞻仰其遺體的共達二十五萬人次。謝晉元死後被追贈少將軍銜。
日本偷襲珍珠港後，日軍佔領上海公共租界，並俘獲這些士兵。他們分別被遣送至杭州、南京孝陵衞及光華門做苦役，還有一部分留在南京老虎橋監獄拘押。部分被送至孝陵衞及光華門的士兵於1942年11月逃脫，其中一部分在重慶重新歸隊，另一部分就近參加游擊隊。另外三十六名官兵被押至紐畿內亞作苦工。

「八百壯士」無限悲痛，一致決議鑄造謝團長紀念像章。八百壯士孤軍抗戰的事蹟傳開後，全國慰勞總會向他們敬贈了忠黨衞國紀念章。1944年，「八百壯士」部分倖存者逃出日軍控制範圍，陸續到達重慶，國民政府又特意制發了忠貞獎章表彰這些愛國勇士。另外還有四行孤軍工務社證章。
抗戰勝利後，從全國各地回到上海之倖存者有一百多人，在新畿內亞作苦工之36名官兵由澳洲政府派軍艦送回上海。約100名該營戰士回到上海在四行倉庫搭棚為謝晉元守靈。國共內戰爆發後，他們大多不願再戰而復員。之後他們當中一些包括女童子軍楊惠敏隨中華民國政府撤退到台灣。那些留在中國大陸的士兵，因為是國軍士兵，在文化大革命中遭到不公正待遇。
2009年3月7日，中華民國國防部成立專案小組，自巴布亞新畿內亞迎回海外陣亡將士英靈總牌位，並由中華民國總統馬英九主持春祀。其中包含中華民國陸軍67師200團吳坤上尉、新30師孔憲章上士、曹友生上士，以及當地從事抗日活動被捕民眾梁有年、陳緯南，共計256位英靈正式入祀圓山國民革命忠烈祠。根據當地新挖掘到的中國廣東民眾死亡紀念碑記載，共有636員死亡，其它受難者尚無下落。
居住在台灣的八百壯士當事者，名為厲鼎新，當年為傳令班中士班長。
2010年12月16日下午五時，「八百壯士」中最後一名倖存士兵楊養正因肺部嚴重感染及心臟衰竭，在重慶中國人民解放軍第三軍醫大學附屬新橋醫院逝世。享年九十六歲。
另據報道，又找到一位八百壯士倖存者楊根奎，但其身份尚存疑。

影響：
謝晉元遺體被埋葬在其孤軍營宿舍門前小花園內。1947年上海市政府將上海北火車站到四行倉庫的滿洲路改名為晉元路，將與孤軍營一牆之隔的膠州公園改名為晉元公園，並將附近一所中學改名為晉元中學。

雖然謝晉元從未參加過國民政府剿共的軍事行動，但他的墓地仍然在「文化大革命」中被徹底破壞。文化大革命結束後，1983年4月16日，上海市人民政府在虹橋萬國公墓重建其墓，「表彰他『參加抗日，為國捐軀』的光輝業績」。1986年，謝晉元的家鄉廣東蕉嶺為其樹立紀念碑，將其母校改名為「晉元中學」。
四行倉庫經過改建後現仍存在，部分空間被改為紀念館用來紀念四行倉庫保衞戰。展覽廳開放時間是每周五的下午1：30-4：00。其餘大部分仍被用作倉庫，歸屬上海百聯集團，甚至在三樓還有一家保齡球館。
四行倉庫保衞戰期間，許幸之、吳印咸等人曾深入戰場一線，拍攝了八一三事變前後的大量新聞資料片，其中他們還將攝像機架在高層建築上，搶拍到四行倉庫保衞戰的現場畫面。1938年春，許幸之、吳印咸攜該批資料赴香港剪輯，製成新聞紀錄片《中國萬歲》。
1938年，八百壯士的事蹟被拍成同名黑白電影，1976年又於台灣拍攝了同名彩色電影。
2005年，為紀念中國抗日戰爭暨世界反法西斯戰爭勝利六十周年，中國電信發行了一套主題電話卡，其中一張為四行倉庫。

中國電信於2005年發行的紀念該此戰鬥的電話卡

回到淞滬會戰部分。

日軍登陸金山衞：

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、金山衞兩地登陸，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、金山衞、漕涇一線登陸，分南北兩路進攻松江橋、閔行及呂巷、太平橋。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。
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，重作佈置。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。

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。
11月15日，蔣中正召集會議，希望國軍努力抵抗掩護遷都。
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。
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。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200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，震驚國際，凜烈萬古。