10月28日：

中国守军连夜抢筑工事，没有人睡觉。早上谢晋元用从杨惠敏处得到的上海商会的电话号码与上海商会联系。
四行仓库的位置及建筑结构对守军相当有利。四行仓库临近上海公共租界，日军不敢用海军炮火攻击。他们怕炮弹落入公共租界内，因为日本此时尚不愿意同欧美开战。日军也不敢像在上海其他地方那样使用芥子毒气，因为这将暴露在全世界面前。
早上7时，一架日军轰炸机在仓库上方盘旋，但因为害怕误中公共租界并未投弹。在遭到守军防空火力攻击后日军轰炸机离去。
上午8时，营长杨瑞符召集全营官长及班长讲话鼓舞士气。10时谢晋元与杨瑞符共同视察工事并观察日军动向。当他们在楼顶上时谢晋元发现一队日军沿苏州河北路移动，据杨瑞符回忆大约在一千米外。谢晋元拿起一支枪向其射击，当场击毙日军宪兵一名。
下午3时开始下雨，四行仓库周围的火逐渐熄灭。日军在西侧发动另一次主攻，他们占领交通银行大楼，并在四行仓库北面部署加农炮进行攻击。加农炮对四行仓库厚重的墙壁无法造成致命伤害，而在交通银行大楼内的日军又很容易被占领制高点的中国守军压制住。两小时后日军放弃进攻，但得以切断四行仓库供电及供水。
当日由第一连陶杏春连长、营部军官汤聘梓和机枪连杨排长带领的一小队中国士兵加入了战斗。
这期间上海商会得到中国守军仍在闸北消息后相当激动，消息很快通过电台传遍全城。人们在雨中聚集在苏州河南岸，为守军助威。上海市民向守军捐献十多卡车给养。卡车于夜间抵达四行仓库附近，守军用沙袋筑墙到卡车旁，将给养拖至仓库。搬运给养用了四个小时，在此期间三名守军阵亡。守军收到了食物、水果、衣物、器具和市民的慰问信。一队记者也来到了四行仓库，但由于谢晋元与杨瑞符因事繁忙，由机枪连雷连长代为接见。
谢晋元通过上海商会，向美军要求送十名重伤员离开战场。美军同意了此项要求，因此伤员趁夜幕掩护被抬离战场。
同晚上海商会决定向守军送一面中华民国国旗。中国整编部队当时没有携带国旗和军旗，当杨惠敏将国旗送入四行仓库时由最高指挥官谢晋元亲自接旗。当杨惠敏问及守军的作战计划时，守军回答誓死保卫四行仓库。杨惠敏十分感动并向谢晋元索取所有守军的名册，并将其通告全国。但为了迷惑日军同时又不使杨惠敏失望，谢晋元让人根据原五二四团的名册伪造了一份800人的名单。另据杨瑞符回忆，之前送出就医的伤员也被告知，若外界问起仓库中有多少守军时要回答有800人。这就是“八百壮士”的由来。

杨慧敏与中华民国国旗。

10月29日：
10月29日早上，上海市民发现四行仓库楼顶升起一面中华民国国旗。由于杨惠敏只带来了国旗但仓库内没有旗杆，因此守军用竹子和草绳临时制作了旗杆。守军中只有一小部分人参加了升旗仪式。而苏州河对岸聚集的群众据说超过三万人，他们欢呼“中华民国万岁！”（一说“中华民族万岁！”）。日军开始对中华民国国旗发动空袭。由于防空炮火密集，同时顾忌误伤公共租界，日军飞机没能摧毁中国国旗就撤退了。经过两天战斗，四行仓库外防御工事和仓库本身都遭到破坏。
中午，日军发动迄今最大规模攻击。加农炮和轻装坦克从各个方向发动进攻，迫使中国守军第三连从仓库外工事中撤回仓库内。四行仓库西侧本来没什么窗户（这可以从上面的照片看出），而日军的炮击却给守军打开了许多射击孔。一队日军试图通过梯子爬入仓库二楼，谢晋元当时恰好在二楼窗户前。他一手夺过第一个上来的日本兵的枪，另一只手将其推下，之后向第二名日军射击，最后推倒了梯子。一名在战斗中负伤的士兵将自己绑上手榴弹跳下仓库，利用自杀攻击炸死约二十名日军。战斗直到天黑，此时日军以装甲车和加农炮掩护进攻。最终日军再次失败后，开始用挖掘机向四行仓库挖地道。河对岸市民用大字报通知守军日军的行动。 一人甚至在发现日军准备再一次发动进攻后，打电话通知四行仓库守军。

10月30日~11月1日：
10月30日早上7时，日军大部分时间用加农炮再次进攻，只有少数步兵参加。日军试图摧毁四行仓库，由于建筑坚固，沙袋和修理材料充足，守军得以时刻修复。据杨瑞符回忆，加农炮炮火相当密集，平均每秒都有炮弹落下。傍晚时，日军用数盏探照灯照亮四行仓库，以便炮击。战斗持续一天，守军摧毁日军数辆装甲车。
上海公共租界中的外籍人士不愿战斗地点接近他们。面对日本压力，他们同意劝说中国军队停止作战。10月29日，外籍人士派代表向国民政府递交请愿书，要求以“人道主义原因”停止战斗。对于蒋中正来说战斗已经胜利，绝大部分中国军队已经撤离，并重新部署到新位置，战斗已经引起西方世界注意。所以他下令部队在10月31日撤离四行仓库。上海警备司令杨虎受命与英军将军斯马莱特会面，会议决定第五二四团撤至公共租界，与在上海西部战斗的第八十八师汇合。日军指挥官松井石根表示同意并保证允许中国守军撤退，但事后很快反悔。谢晋元希望能继续留守四行仓库，直到战斗至最后一人。最终，张柏亭劝说其同意撤退。
午夜，11月1日，谢晋元带领376人分小队，分批通过新垃圾桥撤入公共租界。约十人在撤退中被日军机枪打伤。到凌晨2时，所有守军均完成撤退。

杨养正获得的忠贞奖章执照

后续：

部队撤退后随即宣布与第八十八师汇合，但马上被租界内的英军拦截没收武器并限制自由。这是因为日军威胁：如果让他们离开就要入侵租界。他们被送至公共租界西部意大利防区的胶州路进行隔离。
蒋介石提升了所有参加保卫战的军人的军衔（各晋一级），并授予谢晋元与杨瑞符青天白日勋章。
在他们被软禁期间，上海市民经常探访他们并进行文娱表演。军官为士兵开设了多种课程如，外语、数学，基督教神学。《共产党宣言》的中文译者陈望道也经常到营地探望。士兵继续每日进行军事训练并保持高昂的斗志。他们抵住外界的压力坚持升国旗、唱国歌。
1938年8月11日，被困于上海胶州公园隔壁孤军营的四行孤军为纪念八一三抗战一周年悬挂中华民国国旗，与公共租界白俄商团发生冲突，冲突中爱国官兵被商团击毙2人，伤94人。团长谢晋元等16人被扣押，次日四行孤军绝食抗议暴行。同日将上海各界捐助的281元转捐作保卫武汉之用。是月13日，蒋介石电令中华民国行政院与公共租界交涉此事，后公共租界工部局被迫同意恢复8月11日之前状态，严惩肇事者，抚恤被难士兵，四行孤军可自由悬挂国旗，不受干涉。
淞沪会战中方虽然失败，并损失国民革命军近三分之一精锐部队，但它鼓舞中国军民的士气，并向外界传达中国积极抗战决心。媒体用“八百壮士”来称呼这414名守军，同时《八百壮士歌》被创作出来以激励军民抵抗日本侵略。但蒋中正期盼的外国援助却毫无进展，欧洲各国除了对日本提出谴责外没有任何实际行动。只有德国和苏联在二战欧洲部分爆发前援助过中国，而德国迫于日本压力于1938年结束了对华援助。
守军在“孤军营”中被羁押三年多。后来日本方面声称允许释放这些士兵，但条件是解除武装并以难民的身份离开上海。谢晋元拒绝了这些条件，并于其后多次拒绝了中华民国维新政府（1938年-1940年）及汪精卫政权（1940年-1945年）的劝降。
1941年4月24日，谢晋元像往常一样指挥孤军官兵做早操。谢晋元一个人站在操场门口检查士兵迟到的情况，已被汪精卫政权收买的二连下士郝鼎诚、四连下士张文清、尤耀亮，上等兵张国顺4人从大礼堂方向走来。代团长谢晋元走上去问他们为什么迟到。郝鼎诚突然拿出身藏的匕首刺向谢晋元面门，随后在其头胸等部位猛戳，其余3人也一拥而上，向其左太阳穴及咽喉等致命处狂刺，谢晋元当场倒地。共有超过10万人参加了他的葬礼，而三天内涌进孤军军营瞻仰其遗体的共达二十五万人次。谢晋元死后被追赠少将军衔。
日本偷袭珍珠港后，日军占领上海公共租界，并俘获这些士兵。他们分别被遣送至杭州、南京孝陵卫及光华门做苦役，还有一部分留在南京老虎桥监狱拘押。部分被送至孝陵卫及光华门的士兵于1942年11月逃脱，其中一部分在重庆重新归队，另一部分就近参加游击队。另外三十六名官兵被押至新几内亚作苦工。

“八百壮士”无限悲痛，一致决议铸造谢团长纪念像章。八百壮士孤军抗战的事迹传开后，全国慰劳总会向他们敬赠了忠党卫国纪念章。1944年，“八百壮士”部分幸存者逃出日军控制范围，陆续到达重庆，国民政府又特意制发了忠贞奖章表彰这些爱国勇士。另外还有四行孤军工务社证章。
抗战胜利后，从全国各地回到上海之幸存者有一百多人，在新几内亚作苦工之36名官兵由澳大利亚政府派军舰送回上海。约100名该营战士回到上海在四行仓库搭棚为谢晋元守灵。国共内战爆发后，他们大多不愿再战而复员。之后他们当中一些包括女童子军杨惠敏随中华民国政府撤退到台湾。那些留在中国大陆的士兵，因为是国军士兵，在文化大革命中遭到不公正待遇。
2009年3月7日，中华民国国防部成立专案小组，自巴布亚新几内亚迎回海外阵亡将士英灵总牌位，并由中华民国总统马英九主持春祀。其中包含中华民国陆军67师200团吴坤上尉、新30师孔宪章上士、曹友生上士，以及当地从事抗日活动被捕民众梁有年、陈纬南，共计256位英灵正式入祀圆山国民革命忠烈祠。根据当地新挖掘到的中国广东民众死亡纪念碑记载，共有636员死亡，其它受难者尚无下落。
居住在台湾的八百壮士当事者，名为厉鼎新，当年为传令班中士班长。
2010年12月16日下午五时，“八百壮士”中最后一名幸存士兵杨养正因肺部严重感染及心脏衰竭，在重庆中国人民解放军第三军医大学附属新桥医院逝世。享年九十六岁。
另据报道，又找到一位八百壮士幸存者杨根奎，但其身份尚存疑。

影响：
谢晋元遗体被埋葬在其孤军营宿舍门前小花园内。1947年上海市政府将上海北火车站到四行仓库的满洲路改名为晋元路，将与孤军营一墙之隔的胶州公园改名为晋元公园，并将附近一所中学改名为晋元中学。

虽然谢晋元从未参加过国民政府剿共的军事行动，但他的墓地仍然在“文化大革命”中被彻底破坏。文化大革命结束后，1983年4月16日，上海市人民政府在虹桥万国公墓重建其墓，“表彰他‘参加抗日，为国捐躯’的光辉业绩”。1986年，谢晋元的家乡广东蕉岭为其树立纪念碑，将其母校改名为“晋元中学”。
四行仓库经过改建后现仍存在，部分空间被改为纪念馆用来纪念四行仓库保卫战。展览厅开放时间是每周五的下午1：30-4：00。其余大部分仍被用作仓库，归属上海百联集团，甚至在三楼还有一家保龄球馆。
四行仓库保卫战期间，许幸之、吴印咸等人曾深入战场一线，拍摄了八一三事变前后的大量新闻资料片，其中他们还将摄像机架在高层建筑上，抢拍到四行仓库保卫战的现场画面。1938年春，许幸之、吴印咸携该批资料赴香港剪辑，制成新闻纪录片《中国万岁》。
1938年，八百壮士的事迹被拍成同名黑白电影，1976年又于台湾拍摄了同名彩色电影。
2005年，为纪念中国抗日战争暨世界反法西斯战争胜利六十周年，中国电信发行了一套主题电话卡，其中一张为四行仓库。

中国电信于2005年发行的纪念该此战斗的电话卡

回到淞沪会战部分。

日军登陆金山卫：

11月3日，日军数次越过苏州河。

11月4日，日军第13师团接替重藤支队、永津支队的长江守备任务。
11月5日以后，日军第10军在杭州湾北岸之全公亭、金山卫两地登陆，日军两路猛犯松江。是日拂晓，日军第10军第6、第18师团及国崎支队，在全公亭、金丝娘桥、金山卫、漕泾一线登陆，分南北两路进攻松江桥、闵行及吕巷、太平桥。右翼军命令所部对北路日军阻击，双方鏖战至11月6日晚，中国军队撤到南桥、叶榭附近。日军向黄浦江突进。晚间，国军副参谋总长白崇禧主张将军队撤到吴福线。军令部长徐永昌：“我军若撤至吴福阵地，敌必在上海协定线坚固不进，以缓和各国之干涉。日前上海各国领事调解浦东南市作中立区，我以为许之至佳。而反对者有之，持重观望者有之。在今日说，直是不费之惠。蒋中正则拟固守南市，是又出于纯军事或外交范围外矣。”
11月6日下午，南路日军攻占吕巷、广陈后，于晚间攻占金山。
11月7日，为统一指挥上海派遣军及第10军，日本大本营编成中支那方面军，由松井石根大将兼任方面军司令，并下达临参命600号（统制线）：“将华中方面军的作战地区为苏州、嘉兴之线以东。”
11月8日，太原、任县失守。国军于晚间下令淞沪战线向平嘉、吴福线移转。由于九国公约会议正在召开，蒋中正则电令前线希望再守3日。按日方统计伤亡已达4万余人。
11月9日，青浦、松江经日机轰炸，几成焦土而沦陷。中央军朱绍良部开始向青浦、白鹤港转移，左翼陈诚部同时西撤，右翼翼军张发奎部撤至苏嘉线附近。日军第3师团向龙华推进，第9师团向高家湾追击。蒋中正下令撤退，但部队秩序已经混乱，国军兵分两路（北路沿京沪铁路，南路沿苏州河）向南京及杭州撤走，因日军战斗机不停朝沿路退兵机枪扫射，国府军此阶段伤亡尤为惨重。
中国军队奋勇迎击，寸土必争，日军因正面进攻挫败，乃于11月初以重兵自杭州湾北岸登陆，中国军队后路受威胁，乃于11月11日全线撤退，重作布置。南市孤军苦战3日，于11月11日撤退，浦东亦为日本占领。

11月12日夜，上海市区全部陷落，淞沪会战结束。

会战之后：
11月13日，国民政府发表自上海撤退之声明：
“各地战士，闻义赴难，朝命夕至，其在前线以血肉之躯，筑成壕堑，有死无退，阵地化为灰烬，军心仍坚如铁石，陷阵之勇，死事之烈，实足以昭示民族独立之精神，奠定中华复兴之基础。”
日军第16师团在太仓附近白茆口登陆。国军于月中由太仓、昆山、浏河撤退，将全线调整，东起福山，经常熟，越苏州、吴江、平望，西接嘉兴，东南迄乍浦至独山。日军向支塘镇前进。国军第十五、第二十一集团军一部进入常福阵地。
11月15日，蒋中正召集会议，希望国军努力抵抗掩护迁都。
11月19日，国军下令弃守吴福线。徐永昌：“九时悉嘉兴被敌占领，我军退至距城数里之线。又南浔亦为敌占领。常州顾墨三（祝同）电话，苏州为敌占领，已退无锡、江阴之线。因偕往蒋先生处，决定不必再论守城，祗求江阴至长安之线能多守几日。据何敬之（应钦）云：仅军政部之要品须一百列车方能运走。”
11月20日，苏州失守。南京告急，国民政府即移驻四川省之重庆，建为陪都，主要军政机关则在汉口办公。
11月23日，日军至无锡。
11月26日，国军下令弃守锡澄线，上海战役结束。蒋中正在日记中留下：“竟不分步骤，全线尽撤，绝无规律，痛心盍极！”
11月27日至12月7日，江阴要塞因弹尽援绝失陷。。
宋美龄在战争期间亲赴上海战场慰问官兵，遭日军炸伤出国医治。

战后统计：
8月13日战事爆发，厂矿迁移委员会成立，工厂内迁至1940年大体结束。内迁企业中67％是重工业，至1940年经政府部间协助内迁之技工约12,164人，其中机器业5,968人。
依日方统计：淞沪战场阵亡9,115名，负伤31,257名，合计40,672名。何应钦个人统计：国军死伤约187,200名。这次战役，日军伤亡6万多人，被中国军队击毁、击伤飞机200多架，舰船20余艘。计淞沪之战前后3个月，日军死伤逾10万人，中国军队浴血苦战，尤以八百孤军之困守四行仓库，震惊国际，凛烈万古。