蒋介石之所以决定坚守上海，一是为了减轻华北战场的压力，维护中苏交通线，同时也是为了配合外交斗争，争取对即将召开的《九国公约》会议有较好的影响，希望在该会召开之前，上海战场能有较好的战绩，至少，要能坚守上海。
1937年的淞沪之战是中国抗日战争史上规模巨大、作战最激烈的一次战争，时间长达三个月，日方动员兵力约25万人，中方动员兵力约75万人。此战役以中国军队失败告终，但中国军人表现出来的浴血苦战、视死如归的爱国精神与牺牲精神必将长留。
1937年8月，淞沪战役爆发，拥有德式武器装备的中国军队中央教导师整装待发，准备奔赴前线。
淞沪之战爆发
上海处于东海之滨，距当时的中国首都南京不过三百公里。1932年5月的中日《淞沪停战协定》规定，中国在上海只能由"保安队"维持秩序，而日军则可在上海公共租界及吴淞、江湾、闸北等地驻兵、建立据点。为防止日军自上海入侵，南京国民政府于1934年起密令修筑上海周边工事，在吴县、常熟等地，利用阳澄湖、淀山湖构筑主阵地-吴福(苏州－福山)线，在江阴、无锡之间构筑后方阵地-锡澄线，同时在乍浦与嘉兴之间兴建乍嘉线，以与吴福线相连。其后，又在龙华、徐家汇、江湾、大场等地构筑包围攻击阵地，并且拟有《扫荡上海日军据点计划》。
卢沟桥事变发生后，蒋介石为加强上海防务，任命张治中为京沪警备司令。张即命所部化装为保安队入驻上海虹桥机场等处。7月30日，张治中向南京国民政府提出，一旦上海情况异常，"似宜立于主动地位，首先发动"。蒋介石复电称："应由我先发制敌，但时机应待命令。"
卢沟桥事变之后不久，日本海军积极主张向华中地区扩张。7月16日，日本海军第三舰队司令长谷川清中将向日本海军军令部报告：局限战有利于中国兵力集中，"为制中国于死命，须以控制上海、南京为要着"。 8月9日，上海的日本海军特别陆战队西部派遣队长大山勇夫中尉携带士兵斋藤要藏，以汽车冲入虹桥机场，开枪射击中国保安部队，中国保安队当即还击，将大山等二人击毙。日军乘机在上海集中兵舰，以陆战队登陆，要求中国方面撤退保安队，拆除防御工事。海军中央部通知第三舰队称，除武力外，别无解决办法，将在陆军动员之后20天开始攻击。10日，日本内阁会议同意派遣陆军。长谷川清命在佐世保待命的舰队开赴上海。12日，陆军省决定动员30万兵力分赴上海与青岛。
为避免上海像北平一样陷于敌手，蒋介石下令准备作战。11日，蒋介石得悉日舰集中沪滨，决定封锁吴淞口。同日，命张治中将所属八十七师王敬久部、八十八师孙元良两师自苏州等地推进至上海围攻线，准备扫荡在吴淞和上海的日军，拔除其据点。当时，日本在上海的海军特别陆战队总兵力不超过5000人。12日，国民党中常会秘密决定，自本日起，全国进入战时状态。13日上午9时15分，日本陆战队水兵冲出租界，射击守卫横浜路东宝兴路段的中国保安队，中国军队还击。10点半，商务印书馆附近的中国军队与日军发生小冲突。同日黄昏，八字桥附近日军炮击中国军队，中国军队以迫击炮还击。日军并以坦克掩护步兵攻击八十七师阵地，日舰连续炮击上海市中心。14日拂晓，张治中奉蒋介石令，发起总攻。同日，中国空军出动，轰炸日第三舰队旗舰及在虹口的海军陆战队本部。淞沪之战爆发，意味着中国在华北之外，又开辟了第二战场，名副其实地进入"全面抗战"。很快，淞沪战场就成了中国对日作战的主战场。
战争初起，中国方面以优势兵力进攻日军在沪各据点，双方在上海虹口、杨树浦等处进行巷战。15-18日之间，中国军队进展至闸北、虹口、杨树浦之线。20日夜，推进至汇山码头，将日军压迫至黄埔江左岸狭隘地区，同时包围日海军陆战队司令部等据点。但是，日军在上海的据点大都以钢筋、水泥建成，异常坚固。这种攻坚战，中国军队必须配备相应的重武器，但我军仅有三门榴弹炮，一门因射击激烈，膛线受损；一门膛炸；一门不能射击。这种情况，自然无法克敌制胜。
蒋介石对张治中的指挥不满意。8月20日，陈诚向蒋介石提出，华北战事扩大已无可避免，敌如在华北得势，必将利用其快速装备南下直扑武汉，不如扩大沪事以牵制之。蒋介石对陈诚的这一战略思想没有表示肯定或否定，仅答以"一定要打"。同日，军事委员会将江苏南部及浙江划为第三战区，蒋介石兼任司令长官，顾祝同为副司令长官，陈诚为前敌总司令。张治中被任命为淞沪围攻区第九集团军总司令，张发奎被任命为杭州湾北岸守备区第八集团军总司令，守卫上海左翼浦东。这些举措，说明蒋介石开始重视上海战场，但是，蒋介石当时还没有在上海长期作战的思想准备，对这次战争的艰难与严酷也还缺乏认识。22日，蒋介石下令成立第十五集团军，以陈诚为总司令，守卫上海右翼长江江岸。
中国反登陆战失利
日军在上海的兵力有限，要持续进攻，必须通过海上的远距离运输，将军队源源不断地送到中国战场。
8月13日夜，日本内阁会议决定出兵。15日，日本政府下令，以松井石根大将为司令官，率领第三、第十一师团组成上海派遣军，协助海军，扫荡、歼灭上海附近的中国军队，占领上海。17日，日本阁议决定："放弃以往所采取之不扩大方针，采取战时态势上所需要之各种准备对策。"22日，日本上海派遣军司令松井石根率第三、第十一师团到达上海东南的马鞍群岛。23日，日军第十一师团在三十余艘军舰密集炮火的掩护下，于长江南岸川沙口强行登陆，占领川沙镇，第三师团在吴淞铁路码头登陆，进攻上海北部的吴淞、宝山等地。
日军登陆后，中国方面力图阻止敌人向纵深发展。张治中在敌机猛炸下骑自行车赶赴前线，一面任命王敬久为淞沪前敌指挥官，指挥部队固守原阵地，一面抽调第十一师彭善在部、第九十八师夏楚中部北上，拒止登陆之敌。双方在罗店等地激战。中国军队向日军发动数次猛攻，虽有进展，但均未奏效。28日，守卫罗店的中国军队伤亡过半，日军第十一师团占领罗店。31日，日军第三师团攻占吴淞镇。9月1日，日军精锐部队久留米第十二师团等三个师团到达上海，实力大增，向中国军队发动全线攻击。9月5日，日军以优势兵力及战车、炮舰、飞机联合进攻，中国第十八军第九十八师姚子青营奋力抗战，激战至第二日，全营官兵壮烈牺牲。
由于江岸地形有利于日本陆海空军协同作战，日军又源源增援，中国军队为减少损失，只能主动退守。9月10日，第十五集团军右翼阵地被突破。11日，第九集团军奉命向北站、江湾等地转移。
反登陆战争失利，日军后续部队源源增加。9月11日，自青岛调来的日军天谷支队进入月浦镇。12日，由华北方面军转调的后备步兵十个大队陆续抵达上海战场。14日，自台湾调来的重藤支队登陆。中国军队的处境越来越困难。
