8月22日，第15集团军成立，以陈诚为总司令，指挥早已到达的第98、11师及刚到嘉定的第67、14师（第11、14、67师均属罗卓英部）。吴淞口外新到敌援军，急图登陆。吴淞口、杨林口、浏河等地炮火连天。川沙、白龙港敌舰日军，伺机登陆。汇山码头中国军队继续向两翼进展，东面逼近杨树浦路，西面到横浜河。北四川路中国军队占领永丰大楼，正向吴淞路挺进。日军连日失利，狄思威路一带之敌，已陷绝境。日军在杨树浦一带纵火，企图阻中国军队前进。百老汇路、公平路、兆丰路等处起火，首尾相接，长达数里，至23日晚未熄。在吴淞口外三夹水附近，停有敌航空母舰3艘（日共有航空母舰6艘）。日机由此起飞，在上海市肆虐，并到南京等地轰炸。

8月23日，日军第11师团于拂晓前，在30余艘敌舰密集炮火掩护下，向狮子林及川沙口登陆，攻击宝山、月浦、罗店中国军队阵地。中国军队第56师仅有一连拒敌，迅调第11师支援。日军第3师团，于凌晨用汽艇从吴淞铁路码头强行登陆。中午，日机在南京路浙江路口投弹，先施、永安公司被炸，死215人，伤570人。傍晚，敌进逼蕴藻浜，被中国军队击退。第9集团军总司令张治中，派王敬久为淞沪前敌指挥官，指挥在虹口、杨树浦作战的第36师、87师、88师、独立第20旅、保安总团及教导总队各部。第98师师长夏楚中，指挥该师和第11师抗击登陆之敌；17时，收复罗店。从击毙日军军官身上搜得日军作战图，证实敌进攻方向指向罗店、嘉定及浏河。中国军队第11师向川沙口之敌进攻，第98师向狮子林攻击。教导总队第二团进至张家宅、殷家浜、南徐汇一线，攻击登陆之敌。第88师一个团进至蕴藻浜南岸设防。美国务卿赫尔呼吁，中日双方停战。我炮兵击沉敌舰一艘。本日共毙伤敌军1200余人，中国军队伤亡300余人。

8月24日，公共租界内百老汇路、西狄思威路、斐伦路之间，日中双方隔河激战。中国军队冲过四卡子桥，向东街进击。汇山码头方面，中国军队曾一度将怡和路东西、大板码头占领。吴淞口外敌航空母舰之飞机105架全部起飞:第12大队飞南京、杭州等地轰炸，第11大队在上海近郊投弹。敌千余人在吴淞登陆，我保安1团进行阻击，第87师即派261旅1营增援，与敌激战。第98师击退狮子林之敌。第36师和第87师抽调4个团，将张华浜之敌包围。中国军队撤出杨树浦，沿租界路口固守。蒋介石亲临前线视察。

8月25日，敌第三师团由松井石根指挥，向沿江的吴淞口、浏河、川沙口、狮子林一带登陆，其主力向罗店进犯。中国军队在罗店、月浦重创日军。日海军第3舰队司令官长谷川清宣布封锁中国沿海口岸，自山海关至汕头止。英大使许阁森被日机射伤，英向日提出严重抗议。

8月27日，拂晓前，虹口、杨树浦正面之敌，由俱乐部方面向中国军队反攻两次，被孙元良部击退。张华浜之敌，受我第87师攻击，被迫退到张华浜车站附近。美政府重申不放弃远东利益。英首相、外相、枢密大臣会议，决定维护在华利益，并欢迎美总统的停战呼吁。零时5分，我空军再度袭击黄浦江、虹口一带敌舰。日机1架在真如上空焚毁。

8月28日，中国军队与罗店敌军激战旬余，伤亡过半，罗店镇陷落。日军在杨树浦区各码头纷纷登陆，起运大批军械辎重物资；陆军接防虹口、杨树浦一带阵地，当晚向我北站阵地反攻。浦东方面炮战激烈，日军企图在浦东登陆。日机下午轰炸南站，死伤300余人。吴淞中国军队击毁日机2架；沪杭路中国军队击毁日机2架。日首相近卫宣称:决定增加封华兵力。

8月30日，中国政府为日本发动侵华战，向国联提交声明书。我机误炸美轮“胡佛号”，我外交部向美道歉，并答应赔偿损失。

8月31日，日第3师团一部在飞机30余架和海军舰炮协助下，强行登陆，进占吴淞。我守军第61师一个团死战。上海保安总团固守吴淞炮台，与敌血战中。守刘行的我第6师调到杨行、吴淞，与敌激战。日机首次轰炸广州。日机在大场扫射红十字会掩护队，2人受伤；又轰炸杨行车站，伤亡200余人。

9月1日，日军第12、18、21、22、36等旅团抵上海。晚，日援军到后，开始总攻:自浏河起，经罗店、宝山、狮子林、炮台湾、吴淞，折入蕴藻浜、张华浜、江湾、北四川路，炮火连成一线，使中国军队首尾难应，不得不放弃部分阵地。同济大学被日军轰毁。

9月2日，敌天谷支队为解第11师团罗店之围，沿吴淞、月浦、罗店一线推进。中国军队击毙敌第3师团18联队饭田支队长于公大纱厂北面阵地。敌猛攻宝山县及张华浜车站。罗店上空空战，中国空军击落日机1架。

9月4日，日政府追加侵华战费25亿日元。日援军两个师团到沪。日机2架在闸北被击落。

9月5日，晨，敌倾全力犯宝山县城，中国军队姚子青营全体壮烈牺牲，宝山沦陷。吴淞镇被围。罗店附近战事甚烈。日机轰炸北新泾镇、周家宅，死伤百余人。吴淞口外的大小敌舰，连同最近驶沪的运输舰，共达90艘以上，加上吴淞、浦江、石洞、浏河、杨林口、七丫口等江面所泊敌舰，共约130余艘。日调整侵华机构及将领。驻屯军部取消，代之以华北前敌司令部，由天津移北平。原陆相寺内寿一任总司令，辖9个师团；板垣任平绥路方面总指挥；香月任平汉方面总指挥；冈部任津浦方面总指挥；松井石根任上海陆军最高指挥官。中国第三战区颁发第二期作战指导，其要旨为:1.战略要旨:以保持经济重心，巩固首都而作持久战；就包围敌人现势，运转优势兵力、截断登陆之敌，限制其发展；打破敌包围中国军队之企图，收各个击破之效。2.兵团部署:第8集团军防守浦东，威胁浦江右岸之敌。第9集团军的任务是:1.围攻虹口、杨树浦之敌而封锁之；2.续攻张华浜之敌而歼灭之；3.固守吴淞、江湾、宝山据点；4.应使后方部队在北站、横浜港、五洲公墓、芦泾浦、江湾镇、庙行、顾家宅沿蕴藻浜南岸向西至黑大黄宅一线，构筑据点工事，阻击敌人。第15集团军的任务是:1.固守罗店以南与浏河以西地区；2.分兵对内新镇、曹王庙及沈家桥方面攻敌两翼；3.在刘行、嘉定、浏河之线构筑据点工事，阻击敌人。

9月6日，宝山县城争夺激烈。虬江码头、沈家宅、罗店等地战斗激烈。

9月7日，日继续向上海增兵，计有台湾守备队、重藤支队，又从华北抽调步兵10个大队，炮兵2个中队，野战炮兵1个大队和高射炮队5队。日参谋本部增派第9、13、101师团到上海。张华浜日军全力向中国右翼军及中央军第36师阵地猛攻，全日激战，中国军队将敌击退。

9月8日，虬江码头之敌又倾全力向中国军队进攻，被击退。国民政府外交部声明，决心武力答复日对我海岸的封锁。日机轰炸松江车站，我同胞死伤700余人。

9月9日，上午10时，敌舰炮集中火力向中国军队右翼军沿军工路一带猛烈射击，并以飞机轰炸和一个步兵师团进攻，激战至薄暮，双方伤亡惨重，仍相持对垒。月浦、罗店一线和淞沪公路、蕴藻浜附近，双方也展开激战。中国空军轰炸日机场，炸毁敌机10余架。

9月10日，晚，第15集团军右翼阵地被日军突破，我退至杨行、月浦新阵地，与敌对峙。

9月11日，杨行中国军队阵地被敌突破。吴淞之敌占张家村、吴家宅一带阵地。第三区长官部，命令第9集团军向北站、江湾、庙行、蕴藻浜右岸一线转移。

9月12日，午后，日高级将领在日沪领署召集临时会议，商讨今后总攻中国军队阵地策略。中国军队放弃第一道防线。中国出席国联大会，首席代表顾维钧就日本侵华事件向国联递交申诉书。

9月15日，中国军队攻克罗店镇。反攻杨行，日军败退。

9月16日，中国军队击落日机4架。

9月17日，中国军队全线退守北站、江湾、庙行、罗店以南、施相公庙与浏河。英、美、法、意等国驻沪海军司令通知上海市长俞鸿钧与日军长谷川清，要求中日双方飞机勿飞越租界上空，高射炮勿向租界方向射击。

9月18日，双方在刘行、罗店西激战，毙伤敌千余人。毁敌战车3辆，击落敌机1架。中国军队退到罗店以西。我空军夜袭虹口日军阵地及飞机军械库，击毁日舰2艘。

9月20日，日海军第三舰队司令长谷川清通告各国驻华使节，日空军将轰炸南京，指定各国官兵离开南京。此通告遭到苏、英、法等国抗议。

9月21日，统帅部令第三战区调整部署，分为右翼、中央、左翼三个作战军。右翼军总司令张发奎，辖第8集团军及第10集团军；中央军总司令朱绍良，辖第9集团军；左翼军总司令陈诚，辖第15集团军及第19集团军。蒋介石兼任第三战区司令长官。日陆战队在崇明登陆。

9月22日，国民党中央通讯社发表中共中央7月15日交付国民党的《中共中央为公布国共合作宣言》。

9月23日，蒋介石发表谈话，终于承认中共的合法地位，并公布中共7月15日发表的《共赴国难合作宣言》。沪战重心移江湾。刘行、罗店方面战事激烈。

9月24日，蒋介石答外国记者称:“中国为各国而战，各国应该援助中国。”

9月25日，连日来，战事重心仍在江湾、罗店、刘行等地。日军援兵增多，又一批军火抵沪，其主力舰“长门号”、“陆奥号”也先后到沪。

9月28日，日军发动第四次总攻。国联大会一致通过中国问题议决案，谴责日机滥炸中国平民。

9月29日，长谷川清派员访英、美、法等国驻沪海军司令，要求各国军舰移泊浦江下游，以便日军进攻南市。

9月30日，中国代表在国联大会上，要求确认日本为侵略国。日军在沪参战兵力增加到20万人以上。日军步、骑兵向刘行东北中国军队阵地猛冲，突入阵地约3公里。中国军队转移到蕴藻浜、陈行、广福、施相公庙一线。

10月1日，日首相近卫、陆相杉山、海相米内和外相广田举行四相会议，决定《处理中国事变纲要》，扩大华北和华中战局，设想通过10月攻势，迫使南京政府议和，以结束战争。日军部署对上海的兵力:1.以3个师团向大场镇攻击；2.第11师团进入杨泾一线，回旋掩护其右侧面；3.以第13师团作第2线，在主力的右翼之后；4.攻击大场镇，进入苏州河一线，向南推进；5.进攻目的是进入苏州河一线，消灭上海北面的中国军队，封锁上海西南面，进而攻击南翔。据上海《立报》讯:“八一三”以来，日军伤亡已逾3万人。

10月2日，日军总司令松井石根，限部属3天内占领嘉定、浏河、刘行、大场、闸北、浦东等处。敌集中兵力向罗店、刘行发动进攻，中国军队沿沪太公路撤退约1000余米。晚，敌以轻型战车30余辆，协同步兵1600余人，由北四川路冲入我方警戒线。英国伦敦推行“大中华运动”，支持中国抗战。

10月3日，晨，日军向沪太公路东西两侧进攻，使用毒气及达姆弹。敌舰驶入常、澄交界的段山港，向岸上民房轰击。

10月4日，日外务省特派在野外交家伊藤等10余人抵沪，诱胁中国军队停止抵抗。战斗仍在罗店、刘行附近进行，敌企图渡蕴藻浜。

10月5日，夜，我空军轰炸日军阵地。

10月6日，敌主力分两路进犯:一路由罗店沿沪太公路，经施相公庙向嘉定进攻；在刘行方面之敌，经广福镇向嘉定进攻。一路由顾家宅强渡蕴藻浜，抵南岸进袭庙行；张华浜之敌西进，威胁江湾、闸北之线。

国联大会通过关于中日冲突事件的议决案，谴责日本，声援中国。

10月7日，敌第3、第9两师团在优势炮火掩护下，由蕴藻浜北岸向我第87师及第1军正面强行渡河，被中国军队击退，成拉锯战。中国军队冒雨反攻黄浦江沿线，炮战激烈。

10月8日，驻沪日军总司令声明:日军进攻之目的，在于强迫中国政府与抗日军队改变对日态度。

10月9日，国联邀请13国在北平举行“九国公约会议”，寻求解决中日争端办法。日军犯广福镇、西六房宅，均被我击退。

10月10日，中国外交部照会国联，声明接受“九国公约会议”的邀请。连日来，闸北的六三花园、八字桥、浦东、蕴藻浜等地均在激战。

10月12日，蕴藻浜中国军队大捷，日军主力伤亡甚众。

10月15日，国民政府军委会发布训令:“前方自应奋勇应战，如有擅自退却者，当予依法连坐，其余战地文武官佐，亦应各本天良，一致抵御。如有擅退或抗击不力等情事，亦当依法严惩，决不宽贷。”据国民党上海社会局统计:抗战前全市总计工商业厂号10．9万家。日军侵上海，仅全市社教机关的经济损失就达1094万元以上。

10月21日，中国增援部队第21集团军到沪后，为恢复蕴藻浜南岸阵地，决定对敌全线反攻，以第48军第1路，向黄港、北侯宅、谈家头附近蕴藻浜南岸之敌攻击。以第66军为第2路，由赵家宅向东攻击；以第15集团军的第98军为第3路，由广福南侧向孙家渡、张家宅之线攻击。原守备各师，各向当面之敌攻击。

全线于19时开始攻击，激战连夜，各路均有进展，克复30余处村庄要地。

10月22日，敌主力在飞机及舰炮支援下，向我第21集团军反攻，激战至23日，双方伤亡甚大。中国军队退守小石桥、大场、走马塘、新泾桥、唐家桥之线。第170师510旅旅长庞汉祯、第171师511旅旅长秦霖及团长廖雄、谢鼎新、褚兆同等阵亡。闸北至庙行、陈行以北阵地均无变化。日军在宝山县城组织伪县政府，任命日本人吉田为县长。

10月24日，复旦大学中国军队阵地失守。

10月25日，日第11、13和第9师团主力向大场方面猛攻，突破翔大公路，进窥南翔，大场形势危急。中国军队走马塘阵地也被突破。日机150架在大场一线狂炸，中国守军牺牲惨重。

10月26日，中国第18师朱耀华部被迫放弃大场、庙行、江湾。闸北守军也自动放弃阵地。中国军队主力退守南翔一线。一部退至苏州河以南，一部留守苏州河以北各要点。

10月27日，中国军队第88师262旅524团团长谢晋元奉命率领该团主力，坚守闸北四行仓库，吸引敌人。

日军进攻闸北，纵火焚烧。日本发表宣言，拒绝参加在北平举行的“九国公约会议”。

10月28日，坚守闸北四行仓库的“八百壮士”（实为452人）英勇事迹轰动全国。年仅15岁的上海女童子军杨惠敏冒险将一面国旗送到四行仓库中国守军手中。中国军队退守真如、彭浦一线，血战竟日。日军侵占闸北，大肆焚烧，房屋尽成焦土，平民死伤枕藉。中国军队转入新防线，由沪西中央造币厂起，向西经真如、江桥，转西北至小南翔，折东北至广福镇、登桥镇，与浏河成一垂直线。中国军队放弃真如，撤退至苏州河南岸；沪西方面，双方在中山路、北新泾一带，隔苏州河对峙。

10月29日，凌晨6时，四行仓库孤军“八百壮士”举行简短而特殊的升旗仪式，将杨惠敏送来的国旗升上楼顶。举国振奋。日军占闸北后分两路:一路由大厦大学直插苏州河；一路由真如向周家桥镇进攻。

11月2日，日军强渡苏州河，中国军队迎击，敌陷重围。

11月3日，苏州河畔激战，渡河日军被我严密包围。广福、南翔日军均受重创。

11月4日，日军续渡苏州河，朱家浜北发生激战。

11月5日，晨，日军第10军（司令官柳川平助）以第6、18、114师团及国琦支队为骨干，在舰炮掩护下，于杭州湾北岸金山卫附近的漕泾镇、全公亭、金丝娘桥3处登陆，向淞沪中国军队主力的右侧攻击，企图会同越过苏州河之敌全力夹击中国军队。统帅部急令浦东第62师及第45旅与枫泾第79师夹击金山卫登陆之敌，并令第11预备师由苏嘉铁路驰援。金山卫登陆之敌分两路:一路由全公亭向新仓进攻；一路由漕泾镇及金丝娘桥向张堰镇进攻。

11月6日，敌占松隐镇。日军大批登陆，总数已达六七千人。