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由于发现“汉口以上日侨均已集中汉口，九江以下日侨集中上海”，杭州方面日侨也均已撤走，仅余2人，且日舰在长江及杭州湾方面活动频繁，因此在７月３０日军事委员会各有关部门长官汇报会议上，根据国防作战计划的方针，“各长官商定（１） 对上海陆战队之应付计划，（２） 对汉口日租界之扫荡计划，（３） 长江上下游各要塞之阻塞及对日舰之扫荡计划”，〔１０〕并责成有关单位迅速拟出具体计划。海军部部长陈绍宽中断了在英、德等国的考察回到南京，制订海军作战计划，并下令海军部指挥下的第１舰队、第２舰队、练习舰队、海军测量队及巡防队所属“宁海”、“平海”等４９艘舰艇集中长江，分泊南京下关和湖口江面，准备扫荡敌舰及封锁长江。
８月１日，张治中发布了《告淞沪将士书》和《告淞沪区民众书》，宣告已至“最后关头”，号召军民奋起抗战，同时进行准备。
８月７日，国民政府召开国防会议，军政部部长何应钦作了“七七”事变以来中央军事准备的报告，说明现在“准备全部动员，整个抗战”，“将一切军事准备，均由平时状态转移为战时状态”。准备工作比较重要的有以下几项：“（１） 战斗序列草案之规定。将全国军队列入抗战序列者，第一线约１００个师，预备军约８０个师……依照序列，使用于河北者共约５０个师，正源源向沧州、保定、石家庄一带集中。（２） 弹药之整备。将军政部年来存储之弹药（约可供全军作战６个月之需），拟定计划，依作战之要求，分设弹药总库若干及分库若干，约计在长江及黄河以北囤积三分之二，江南囤积三分之一。现已按计划搬运完毕……”此外有粮秣购办、防空及新兵器分配、总动员筹划、交通通信整备、兵员补充、民众组织训练等，并报告了向华北派军增援等问题。〔１１〕同时在会上批准了海军部的作战计划，决定扩大后勤机构，以适应战争的需要。８月１０日，行政院第３２４次会议通过了军事委员会为“保国防物资而作长期抗战军需供给之准备”而提出的《上海各工厂迁移内地工作案》，由军政部、资源委员会等有关单位派人组成监督委员会，于当夜由南京至上海召集有关工厂代表，组成上海工厂迁移联合委员会，开始着手向汉口迁移。〔１２〕
（三） 虹桥事件及会战开始前的态势
军事委员会的国防作战计划和京沪警备司令部的作战指导方针虽然都确定“先发制敌”，企图一举攻歼上海日军，但在京沪警备司令部公开成立时，驻在警备区的中国军队仅有第８７师、第８８师及刚刚调至苏州的第２师补充旅（７月２６日改为独立第２旅）。上海市区内则仅有上海保安总团（２个团）及警察总队（约１个团）。为加强上海警备力量和实施扫荡上海日军的作战，张治中将第８７、第８８两个师分别集结于常熟、苏州、江阴及无锡的公路、铁路附近，并作好了汽车、火车运输的计划和准备，可随时迅速将军队前送上海，投入战斗；同时令独立第２旅的１个团化装为上海保安团，进驻虹口、龙华两机场，令另１个团化装为宪兵开驻松江。另外，又调江苏保安第２团接替浏河方面江防警戒，将原保安第４团集结至太仓附近，担任岳王市、梅李两区的防务。此时，上海四郊的第一期据点工事已经完成，军事委员会命令上海市市长俞鸿钧借设立特别市１０周年纪念筑牌楼之便，掩护施工，在市中心区各要地构筑据点工事（主要为机枪、小炮掩体）。
１９３７年７月下旬时，日军驻上海的海军第３舰队所属特别陆战队共４个大队分驻于江湾、杨树浦等地： 虹口老靶子路海军陆战队司令部约８００余人，江湾、天通庵日军营房约１０００余人，沪东杨树浦公大纱厂约１００人，沪西小沙渡中田纱厂约１００人，戈登路分驻所约１００人，北四川路日本小学、白保罗路日侨住宅区以及窦乐路日军医院等地共约５００余人，以上连同日舰上陆战队，总计在沪兵力约４０００余人。另有组织健全的在乡军人约３６００人、由日本青壮年侨民组成的义勇队约３５００人。配属有轻装甲车和坦克各２０余辆、高射炮４门、各种口径的火炮３２门。虹桥司令部、杨树浦纱厂、小沙渡纱厂及军营等处均筑有防御工事。特别是司令部，筑有钢筋水泥的永久工事，极为坚固。当时日军在日租界各要点又增设工事，在楼顶架设高射炮，对市中心区及南翔方面预设炮位，并日夜进行演习，还向各重要街道派出岗哨及巡逻兵，积极备战。
当日军通过上海租界英捕房军事探长潘连璧、于一星等侦知上海警察总队正加紧构筑市中心区据点工事和保安总团兵力有所加强时，日本海军驻华武官本田辅向中国外交部亚洲司司长高宗武提出抗议，认为在上海构筑工事是“敌对行为”，有违“一？二八”淞沪停战协定。７月２８日，日海军驻华武官冲野亦男及日本驻上海总领事冈本季正分别至上海保安总团和上海市政府会见吉章简总团长及俞鸿钧市长，询问保安团增加兵力和构筑工事情况，并要求查看。均被中方拒绝。俞鸿钧以“保安队既非正规军队，停战协定内亦无限制我国建筑防御工事之条文”为理由，婉转答复，并指出：“姑无论我国建筑国防工事非他国所能过问，即使我国明告以在该地区域内有国防设备，亦不能认为‘敌对行为’；反之，日本之武装侵入我区域（如八字桥等停战协定规定日军应撤退之地段），实是‘敌对行为’之明证。”〔１３〕
８月８日，日第３舰队司令官长谷川清按照其中央的指示，为确保上海这一作战基地做好一切战斗准备，进行了新的兵力部署，将分散的兵力相对集中于日租界和军营，以及有防御设施的东、西纱厂中。
为制造侵略借口，日军制造了虹桥机场事件。８月９日１８时左右，日海军特别陆战队驻沪西的第１中队中队长大山勇夫中尉和斋藤与藏一等兵驾驶汽车至虹桥机场，竟要强行越过警戒线至机场内侦察，门卫制止不听，仍向机场内冲闯。守卫机场的航空委员会特务团第８连哨兵为保卫机场安全，当即开枪将二人打死。当晚２０时前后，俞鸿钧通知冈本季正总领事时，日海军特别陆战队不承认有人外出。但长谷川清于２１时３０分即电令早就集结于佐世保待机的第８战队、第１水雷队、第１航空战队及佐世保镇守府第１特别陆战队、吴港镇守府第２特别陆战队等做好出发的准备，同时向海军部报告了上海的情况及自己的决定。１０日晨，中日双方派员去虹桥机场进行了现地调查，确认是大山勇夫二人后，１３时２５分，长谷川清电令佐世保除第１航空战队外的其余部队立即向上海前进。１１日到达上海，当日登陆完毕。１２日夜，日海军军令部又将原配属于“华北派遣军”的第２航空战队转隶第３舰队司令官指挥，长谷川清当即下令命第１航空战队及第２航空战队立即开赴马鞍群岛前进基地（在上海东南乘泗列岛之的泗礁山）。
日海军军令部考虑到上海中国军队已有作战准备，必须有陆军部队参加才能发动进攻，因此在１２日２时致电第３舰队：“陆军……已决定出兵，派遣２个师团。但陆军攻击开始时间须在动员后的２０天，因此希考虑尽量于此期间不扩大海军陆战队的战斗正面，等待陆军派兵。”〔１４〕
为了拖延时间、等待陆军部队到达，日本驻上海总领事冈本和武官冲野于１１日分别会见了俞鸿钧和淞沪警备司令杨虎，提出在正式交涉之前，为避免再度发生类似冲突事件，要求中国方面立即撤退保安团和拆除所有保安团的防御工事，并解释从佐世保增兵上海的目的是为了保护日侨。这种无理要求当然不可能为中国方面所接受，即以“上海系中国之地，无所谓撤退”等理由予以拒绝。冈本见威胁无效，当日下午又要求由中、英、美、法、德、意、日各国委员组成的淞沪停战共同委员会召开紧急会议，以所谓“中国保安团及正式军队进行战争准备、妨碍租界安全及违反停战协定”为理由，提请各国代表采取有效方法制裁中国。中方代表当即“依法据理驳复谓：‘（１） 停战协定早为日方破坏。因日方军队时常侵入八字桥一带区域，该处地段按照协定，日方军队悉应撤退。（２） 日方既破坏停战协定，则根本无依据该协定作任何提议之权。（３） 日方每利用共同委员会为实施该国侵略政策之工具，于己有利时则提及之，于己不利时则漠视之，应请各国注意。（４） 日方对于虹桥事件，一方（面）同意以外交方式解决，一方（面）军舰云集、军队增加、军用品大量补充，此种举动影响各国侨民生命财产之安全，且对于我国威胁与危害。根据上项理由，应请大会对日方请求驳斥，并对日方之威胁行为报告各国。’……后中立国代表问：‘双方军队能否隔开以免冲突危险？’（中方代表）当即驳称：‘我方队伍在本国领土，采取自卫行动，并无不合。日方军队如能撤退，自无冲突危险。’至此，会议陷于僵局。厥后我方表示：中国军队当恪遵中央‘人不犯我，我不犯人’之一贯政策，如日方不向我攻击，当决不向其攻击。”〔１５〕会议遂在未得任何结果的情况下散会。
随着日军侵华战争局势的发展，上海战事已不可避免。虹桥事件只不过是一条点燃的导火索而已，中日双方在以外交手段进行交涉、应付的同时，实际上在紧张地进行着反侵略和侵略作战的动员与准备。
日本方面： 海相米内在１０日的内阁会议上说明上海情况后，要求动员陆军部队。陆相杉山答应派遣陆军。１２日，参谋本部“根据陆军省、部的协议，制定了派遣兵力方案。其构想是：（１） 上海方面派遣部队，是以第１１师团（欠一部）和第３师团为基干，编成１个军，８月1５日为动员第一日。（２） 青岛方面派遣部队，预定是第１１师团的一部和第１４师团，其派遣时间伺机而定。（３） 运送： 继续使用现在担任运送第二次动员部队的船只（预定１６日完了）。（４） 动员规模： 兵员约８０万，马匹约８７０００。”〔１６〕当夜召开了首、陆、海、外四相会议，一致同意向上海派遣陆军。
就在日本中央规划出兵上海的同时，上海日军也正进行紧急战备。根据日海军部及第３舰队司令官的命令，上海特别陆战队司令官大川内传七少将于１２日１７时下达了第２号非常警戒配备命令，命所属各部队立即进入阵地，准备战斗。其兵力区分及主要部署为：
（１） 八字桥警备部队： 特别陆战队第３大队，附１５０毫米迫击炮４门、步兵炮２门，另配属轻坦克１辆、装甲车１辆、重机枪车３辆，防守八字桥至天通庵一线（主要防御地段的正面约１６００米）。
（２） 北部警备部队： 特别陆战队第１大队（欠第１中队），附速射炮２门，配属轻坦克２辆、装甲车２辆、重机枪车３辆，防守沙泾港经持志大学、爱国女校至八字桥一线（主要防御地段的正面约２４００米）。
（３） 东部警备部队： 特别陆战队第５大队（原佐世保镇守府第１特别陆战队），附山炮４门，配属轻坦克１辆、装甲车２辆、重机枪车３辆，防守公大纱厂及沪江大学经胡宅至天宝路一线。
（４） 西部警备部队： 特别陆战队第１大队之第１中队，防守丰田纱厂。
（５） 中部警备部队： 特别陆战队第６大队（原吴港镇守府第２特别陆战队）、特别陆战队第２大队，附１５０毫米迫击炮４门、速射炮２门、步兵炮２门，防守日军防区内陆海军武官室等各重要据点，并随时准备支援第一线部队。
（６） 虹口警备部队： 第３陆战队（“出云”号舰上陆战队），主要防守日本俱乐部；汉口特别陆战中队（由汉口撤沪），附山炮４门，主要防守女子中学及欧阳路一带。
（７） 兵营地区警备部队： 特别陆战队司令部大队，防守陆战队兵营及其附近。
（８） 预备队： 特别陆战队第４大队（炮兵）、第１陆战队（第１１舰队舰船陆战队），控置于海军司令部；第４大队（第７中队１５０毫米榴弹炮４门，第8中队１２０毫米榴弹炮４门，第９中队山炮４门、高射炮中队高射炮４门）分别在新公园（日义勇队靶场）、第１海军用地、陆战队兵营占领阵地，完成对预定各目标的�