繼海軍炮艦之後，日本接連投入坦克、重炮與毒氣等殺傷力極大的範圍性攻擊武器，尤其毒氣攻擊，中方猝不及防，可謂見都沒見過。外線，川沙口搶灘戰，浙系第三十團與三十三團血戰兩晝夜，雙雙戰死無一生還；其它幾個登陸口的爭奪戰中，也幾乎到了全部隊犧牲有死無回的程度，程祖望悲憤難當，聞全線潰敗，拔槍自戕，幸虧袁嶼天發現及時，硬奪了下來；內線，以羅店與大場最為激烈，血流成河，炮彈打得地動天搖，然而大場事關全域性，大場若失全線撼動，因此中方官兵哪怕明知投進去是死，也堅持不放棄。

一週之後，日軍以重兵直趨真太公路，威逼大場左翼，同時另一路渡過薀藻浜後攻向大場以西塔河橋。中方僅存的第三師與十四師在做出最大努力抵抗後向南翼轉移，大場失守，好在隸屬權寧麾下的另一個師從江陰及時趕到，掩護他們撤向蘇州河南岸，從沈家橋、朝王廟、徐家行至梵王渡一線的第二期既設防禦陣地，繼續死磕。

江灣全部被日軍佔領，得到羅店與大場後，繼續深進，雖然不再有威力強大之海軍艦炮為支援，但空中火力不減，貼著膏藥旗的飛機盤旋，中方要想出防線一步都變成了非常危險的事。而見識過這大半個月的激烈戰況後，諸路軍閥出於真心也好、輿論所迫也罷，多多少少都派出了支援部隊，不過最先趕到的鄂系受了當頭一棒，還沒摸著上海的邊兒，就已經一路遭日機攻擊而受到損失，日方更是想切斷從上海到金陵的交通線，以完成對上海的大包圍。

三週後，第二防線展開決戰，整個蘇州河一帶全被炮聲與火光所籠罩，中方反擊之猛，日軍只有全力投入部隊方堪堪穩住，松井用盡各種作戰的王牌，才終於迫使中方在彈盡援絕之後，不得不退。日軍勉強獲勝。

此時滬戰已經成為國際新聞關注的焦點，沒有一個國際軍事專家敢相信眼前的事實：中方竟然能在落後如此多的情況下力戰日軍，本以為最多防守一個星期的戰鬥，竟然打了一個月以上。而此時日本的內閣也逐漸意識到，上海戰事正發展成為一場超級大會戰，他們原先規劃的、以為綽綽有餘的航母，並不足以擊敗華軍，首相近衛驚呼：華北決戰已經不可能發展，華東會戰才是中日之間的真正決戰！

因此圍繞是否繼續增兵，內閣開展了激烈討論，增兵的自然是要鞏固戰果，與華軍一較高下；而不贊成的呢，則對經過四十多天仍未能取得決定性的勝利產生困惑，也對之前叫囂的“三月亡華”感到懷疑，速戰速決明顯並非易事，內閣應該重新權衡整個中日戰事的發展，而不是在戰爭的泥潭中越陷越深。

而同時，作為上海境內唯一還能勉強維持平靜的外國租界，各國強權感覺到，由於雙方開火，他們在滬之利益受到重大影響，必須跳出來調停了。

老頭子開始就打著爭取國際社會支援的盤算，因此表現得十分合作；日方態度相對傲慢非常，美駐華公使詹森建議雙方停戰，日軍退入租界，中國軍隊由現有防地後撤兩公里，緩衝區由中立國軍隊負責巡邏。中方表示接受，日方則表示需請示本國政府訓令，僅同意停戰三天。

但三天後，日方聲稱東京方面拒絕英美提議，繼續增兵，美方於是提出新方案，還是停戰，不過兩軍間的中立地帶由第三國軍隊駐紮，中日雙方在停止衝突後進行外交談判來解決交涉間一切爭端，中日交涉應在列強參與下進行。

中方仍無異議，而日方則堅決反對列強參與中日交涉，美方此次調停又無功而返。

戰事繼續相持，八月八日，贛系及桂系臨時組成的混合旅終於增援到前線，老頭子認為中日兩軍在上海的戰鬥到了最後關頭，因此決定將混合旅當成決戰預備隊，立刻投入戰場，打擊日方氣焰，爭回蘊藻浜防線。但是這次出擊，時間過於倉促，計劃又不夠周延，在戰線