７、８８师占领了五州公墓、爱国女校及粤东中学等据点。当日，中国海军电雷学校２艘鱼雷快艇秘密驶至黄浦江，向停泊在日领署码头附近的日本“出云”号旗舰发射鱼雷，将其击伤。
日军第三舰队司令长谷川清于１６日１１时向海军中央部致电请援，说：“我陆战队数日来全体坚守战线，虽士气极为旺盛，但以寡敌众，连续奋战，持续一周实感极为困难。因此，一日也不能等待动员……”至１９时，又发紧急电报求援：“今（１６日）激战。我陆战队蒙受惨重损失。虽士气仍极旺盛，誓死维持战线，然而根据敌之兵力集中，预料今后每日将有激战。由于疲惫及兵力损耗，很难再维持６日，如果急派国内兵力有困难，请考虑先将旅顺待机的特别陆战队速派至该方面。”〔３６〕日海军中央部接到上述两电后，急命海军陆战队在佐世保编组各约５００名的２个大队于当日晚完成运输准备。当夜，长谷川清第三次急电求援，日海军中央部决定将原准备派往青岛、现正在旅顺待机的横须贺镇守府第１特别陆战队及吴港镇守府第１特别陆战队２个大队约１４００人立即乘泊于旅顺的第４水雷战队舰只，运送至上海。
为了在日援军登陆前击歼上海的日海军陆战队，１６日晚，蒋介石又令第９集团军再次发起总攻。张治中的战斗部署大致为：“第８７师对杨树浦，着重点于两翼。即一翼由东向西，一翼由西向东，使敌首尾不能相顾。兵力以第８７师之2团任攻击，以夏楚中率（９８师）2团巩固８７师之主阵地。第８８师总攻方向，一为由北向南，一为由西北向东南，使敌不能集中向我。兵力系以第８８师之3团、钟旅（独２旅）之2团任攻击，借保安总队之1团守主阵地。”〔３７〕
１７日５时，第９集团军“按预定部署全部开始总攻击，最初目的原求遇隙突入，不在攻坚，但因每一通路皆为敌军坚固障碍物阻塞，并以战车为活动堡垒，终致不得不对各点目标施行强攻。其各部激战终日之状况如次： （１） ８８师以主力由北分向日本坟山、八字桥、法学院、虹口公园攻击，往返争夺，伤亡甚重，仅法学院一处，已牺牲近一营之众。而攻日本坟山之部，于上午１１时攻入，后因受敌侧防机关枪射击，未能退出，死伤尤多。日没前北正面受敌反攻，已被击退。（２） ８７师先对日俱乐部、日海军操场及沪江大学、公大纱厂攻击，迄９时许得王师长电话报告：已占领日俱乐部及日海军操场。惟经派员确查，据称日俱乐部旁之四层楼油漆公司尚为敌死守，我军正向其包围。对沪江大学、公大纱厂及引翔港镇方面，则激战终日，尚未得手。下午５时许，敌由海军操场南两次激烈反攻，均被击退。（３） 本日我炮兵射击甚为进步，命中颇佳。但因目标坚固，未得预期成果。如对日司令部一带各目标命中甚多，因无烧夷弹，终不能毁坏。”〔３８〕
１８日，蒋介石已接到了英、美、法三国政府提出将上海作为中立区、中日双方军队撤出上海的建议，同时得知本日将由英国驻日代理大使德斯向日本政府提出该建议，因而在令陈诚去上海视察并发表“任命陈诚为第三战区前敌总指挥”的同时，再次命令张治中暂停进攻。〔３９〕
日军由旅顺增援上海的２个特别陆战队大队于１８日晨抵上海，与第５大队合并，编为东部支队，加强了东部地区的防守力量。从佐世保增援的２个大队于１９日２２时抵沪，以１个大队编入东部支队，１个大队编入总预备队。
１８日，日本政府拒绝了英国关于将上海作为中立区的建议，因此蒋介石又下令第９集团军全线攻击。至１７时左右，第８７师的一部突入至杨树浦租界至岳州路附近。张治中决心利用这一有利态势扩张战果，将主攻方向由对日海军陆战队司令部转向敌阵地纵深内的汇山码头，实施中央突破，贯穿杨树浦租界至汇山码头，截断敌左、右翼的联络，尔后向东、西压迫，一举歼灭敌人。此时第３６师已由西安到达上海，控置于吴家宅地区。张治中当即到江湾第８７师司令部部署战斗： （１） 令第３６师当夜加入沙泾港至保定路间正面，向汇山码头江边突破进攻。（２） 在日俱乐部正面的第９８师之２９２旅，受第３６师指挥。（３） 令第９８师第２９４旅归第６７师指挥，加入该师左翼，向沪江大学、公大纱厂攻击。（４） 令刚刚由南京开来的装甲团战车２个连及战防炮１个营配属给第８７师。
第３６师师长宋希濂令第２１６团及第２１２团分别由北丰路及公平路向汇山码头攻击前进。２０日至２２日，双方军队逐屋争夺，伤亡均很重。第３８师一度进至汇山码头，但由于日军陆上及舰上炮火猛烈，而其所占据的钢筋水泥楼房一时又难以突破，所以无法巩固既占领地区，被迫退回百老汇路北侧，官兵伤亡２０００余人。配属给第８７师的２个战车连也因缺乏步战协同全被击毁。
２ 抗击登陆日军
８月１２日，日本参谋本部下达了增援上海的陆军动员令。至８月１８日，第３师团的半数和第１１师团均已紧急动员完毕，决定分两批由海军舰艇向上海输送： 第３师团一半兵力于１８、１９日由热田港出发；第１１师团于２０、２１日由多渡津出发，至前进基地马鞍群岛集结；第３师团的另一半兵力于２８、２９日由宇品出发，直驶上海。
“上海派遣军”司令官松井石根于２２日到达马鞍群岛，根据任务和了解的情况制定了作战计划：“（１） 与海军协同，以有力兵团在川沙镇方面，以主力在吴淞附近登陆，击败当面之敌，尔后占领上海及其北面的重要地带，保护帝国居民（实际保护上海这个作战基地）。（２） ２３日黎明起开始登陆，尔后以在川沙镇附近登陆之第１１师团，迅速进入罗店镇，对嘉定进行攻击，并准备尔后向南翔及顾家宅附近前进；在吴淞附近登陆之第３师团应确保吴淞附近，并准备向大场镇附近前进。”企图控制京沪铁路，切断上海与南京的联系，包围上海的中国军队并进行侧背攻击。与此同时，他与海军商定了协同计划：“（１） 海军以主力协同陆军的登陆，以一部在杭州湾及扬子江上游七丫口（上海西北约４５公里）佯攻。（２） 在第３师团登陆时，以海军特别陆战队作为登陆掩护队。”〔４０〕
日军的这两个师团集结于马鞍群岛后，为便于登陆，换乘小型舰艇。第１１师团先遣部队于２３日零时进至川沙镇以北地区强行登陆。当时长江南岸守备区仅有第５６师，而守备川沙口的部队仅有１个连，阻止不住日军的登陆。当天午后日军占领川沙镇，并有一部兵力进至罗店。
日军第３师团第３旅团先遣部队在驱逐舰护卫、引导及大力掩护下，于２３日7时许在吴淞镇南约１５公里的铁路轮渡码头及张华浜强行登陆。守备该处的保安总团及市警察总队虽然进行了英勇的抗击，但无法阻止日军登陆。当日下午，日军占领了江岸至铁路间的滩头阵地。
此时第１８军的第１１、第１４、第６７三个师已先后到达京沪地区： 第１１师在大场镇；第１４师在常熟附近，担任梅李镇、福山间沿江警戒，并受命加强吴福线国防工事；第６７师及军部在苏州、无锡地区。教导总队第２团亦已到沪，第５１师及第６师则正向苏、沪输送。上述各部队均归张治中指挥。此后中国军队的主要作战任务由围攻日海军“上海陆战队”转为抗击在上海登陆的“上海派遣军”。
张治中得悉日陆军登陆情况后当即与陈诚联系，决定对日海军陆战队暂取守势，迅即调动部队反击登陆日军，并将自己的处置电报蒋介石。其具体部署为：“将虹口、杨树浦正面作战之第３６、第８７、第８８师、独立２０旅、保安总团、教导总队第２团各部，归王敬久指挥，派其为淞沪前敌指挥官，命对正面固守原阵地，而以教导总队第２团拒止张华浜之敌。由８７师调一旅支援吴淞，并抽出第９８师，令向宝山、刘行、杨行、罗店之线前进，以该师师长夏楚中指挥该师及１１师，拒止上陆之敌。”各部队按命令行动。１７时，第１１师冒着日机的轰炸进至罗店，发现日军正构筑工事，遂以第３３旅发动攻击。经短时激战，夺占罗店，杀敌百余，俘虏３名，并在日工兵上尉尸体上搜获作战地图，得知此地登陆部队为日军第４３、第４４联队及工兵第１１联队，同时了解到日军的主攻方向为罗店、嘉定及浏河。教导总队第２团因张华浜登陆日军兵力甚多且已占领滩头阵地，无力将其击退，仅能暂时阻止其向西扩展。张治中又由第８８师抽调１个团前进至蕴藻浜南岸设防。
陈诚虽然同意了张治中的部署，但他认为当前的主要威胁是新登陆的日军，而张治中用于抗登陆的兵力过少，不能集中兵力、形成重点，所以他也向蒋介石发出电报，提出自己的部署方案：“为击灭狮子林、川沙登陆并继续围攻淞沪之敌，拟定新部署如左（下）： （１） 淞沪围攻军由张总司令指挥，仍继续进行攻击，同时并在原攻击阵地作固守准备。（２） 第１８军之第１１、第１４、第５６师诸部由职指挥，任沿江已登陆之敌之歼灭。（３） 第１１师、第６７师、第９８师、炮兵第１６团为右翼军，归罗军长卓英指挥，对狮子林、川沙登陆之敌行歼灭战。（４） 第５６师、第１４师为左翼军，归刘军长和鼎指挥，协同右翼军攻击，并任浏河口以西沿江要点守备，阻击敌之登陆。（５） 第６师、第５１师位置于南京、苏州间铁路两侧地区，为总预备队。（６） 职现在苏州部署中。请鉴核。分别电令遵照。”〔４１〕蒋介石同意陈诚的部署，考虑战场范围已经扩大，遂将使用于长江南岸守备的部队编组为第１５集团军，任命陈诚为总司令，与张治中第９集团军分区各自指挥。两集团军作战地域分界线为南翔—蕴藻浜—吴淞镇南端之线，线上属第１５集团军。〔４２〕
８月２４日，日军后续部队继续登陆，一部占领了吴淞炮台和宝山，主力向狮子林方向扩展。与此同时，为加强陆军火力，日参谋本部于本日下令增派独立重炮兵第２、第３大队及独立攻城重炮兵队，配属“上海派遣军”。
王敬久为便于指挥，将淞沪围攻军区分为左、右两翼及两个守备区： 以第８８师及独立第２０旅为右翼军，对虹口方面之敌攻击；以第３６师及第８７师为左翼军，对杨树浦之敌攻击；上海警察总队及保安总团仍任虬江及吴淞地区之守备。当日，张华浜方面的战斗极为激烈。教导总队第２团伤亡甚大，第３６、８７师约调４个团的兵力进行反击，才稳住阵线。突入杨树浦方面进行巷战的各部队为避免遭敌夹击，于当夜撤出，沿租界路口改为防御。
罗卓英于２３日到达太仓，得知罗店战斗情况后决心“以广正面攻击登陆之敌，压迫于江岸而歼灭之”，于２４日６时许，在嘉定司令部下达了作战命令。主要内容为：“（１） 第９８师由杨家行，对杨家行—宝山线（含）以左地区之敌攻击。（２） 第１１师由罗店，对新镇—月浦—狮子林线（含）以左地区之敌攻击。（３） 第６７师为军预备队，并以有力之一部，由罗店、嘉定对罗店—聚源桥—东王庙线（含）以左地区之敌攻击，右与第１１师、左与浏河５６师部队取连络。”当日，第９８师第２９４旅的一部驱逐了立足未稳的少数日军，占领了宝山城；第２９２旅进至月浦、新镇一带，构筑工事。第１１师在罗店以北地区与日军展开激战。
２５日、２６日，第９集团军方面没有大规模的战斗，与日军基本上形成了对峙。第１５集团军方面，２５日仍在罗店以北地区激战。由于日军主力已逐渐在川沙口登陆，陈诚责成第１８军在敌主力立足未稳之际予以歼灭。罗卓英于９时下令：“（１） 第９８师以1团控置宝山及其附近，沿江警戒，主力转对狮子林之敌攻击。（２） 第１１师以一部协助９８师攻击狮子林之敌，以主力扫荡狮子林以西川沙口以东地区之敌。（３） 第１４师霍师长指挥４０旅及第６７师１９９旅（欠３９８团）由浏河方面向川沙之敌攻击。（４） 第６７师（欠１９９旅）攻占陆家村后，即连系１１师、１４师协同进展歼灭该敌。”战斗至２５日晚，第６７师的第２０１旅作战失利，失去联络，罗店情况不明。罗卓英判断罗店为日军攻占。蒋介石得知后，于当夜亲自越级下达命令，指挥第１８军作战。其电令主要内容为：“（１） 今晚必须恢复罗店。占领罗店后，即在罗店附近构野战工事，一面在淑里桥、南长沟、封家村构筑据点工事。（２） 第１１师、第９８师今晚仍照预定目标攻击前进。（３） 第１４师留1团在太仓，1团在福山口构筑工事，主力今夜应向嘉定、罗店前进。（４） 第６１师在大场、杨家行一带赶筑工事。”〔４３〕陈诚将第６１师配属给第１８军。２６日晨接到第８７师报告，知罗店未失，仍在固守。至２６日夜，第１８军在宝山、狮子林炮台、月浦、新镇、罗店、曹王庙、浏河镇一线与敌激战。
由于陈诚已任第１５集团军总司令，直接指挥第１８军等部作战，淞沪战场已形成两个作战集团，而冯玉祥虽名为第三战区司令长官，但因历史原因难以真正指挥淞沪地区的部队。为便于协调及指挥各集团军作战，８月２６日，蒋介石任命顾祝同为第三战区副司令长官，负实际指挥淞沪会战之责。
８月２７日，第９集团军再次调整部署：“将正面兵力区分为三部： （１） 右翼军（指挥官孙元良，８８师，独立第２０旅1团，