在這一夜之後，日軍沿軍工路；淞滬公路和月浦，羅店之線向中國軍隊發動強大攻勢。
華夏國軍同日本鬼子進行了殊死搏殺，但是很快在第15集團軍右翼陣地就被日軍突破，部隊減員嚴重。
遂漸次退至羅店以南施相公廟、瀏河之線預築陣地；第9集團軍亦轉移到北站、江灣、廟行、蕰藻浜右岸之線預築陣地，與日軍形成對峙。
同時，鬆井石根要求的5個師團：第三師團：師團長藤田進， 第11師團：師團長山室宗武，第九師團：師團長吉住良輔， 第13師團：師團長荻洲立兵，第101師團：師團長伊東政喜；算上空軍和海軍的兵力，日軍在滬總兵力達到20萬人，也已經逐漸到達上海，準備登陸。
而華北方麵軍所屬第9、第13、第101師團轉隸上海派遣軍序列，此外，還從台灣調來了步兵旅團、重藤支隊、第 1後備步兵團以及偽靖安軍第1旅、偽李春山旅和偽於芷山旅等部隊卻是在這一天晚上，完完全全地登陸完畢了。
就連和月島雄的零號師團的那的4000多人的聯隊，也已經集結完畢了。
麵對敵人調兵遣將，國民政府也決定迅速增派各省及中央軍部隊至淞滬參戰；為打贏這場硬仗，蔣介石把當時的精兵良將幾乎全部派到了淞滬前線。
集團軍中，除了原有的第8、第9、第15集團軍外，又增加了薛嶽的第19集團軍、劉建緒的第10集團軍，稍後，又調來廖磊的第21集團軍。
前線部隊部署也做了調整，以應對作戰需要：第15、第19集團軍編為左翼兵團，陳誠為總司令，下轄3個軍團、江防軍總司令部及總預備隊，共約16個師、2個要塞司令部、4個獨立團、1個江蘇保安隊。
作戰地域為蕰藻浜以北的萬橋、羅店、廣福地區；第9集團軍為中央兵團，朱紹良（取代因病調任大本營管理部任部長的張治中）為總司令。
下轄7個軍18個師、1個獨立旅、1個炮兵旅、1個淞滬警備司令部和1個上海保安總隊；作戰地域為北站、江灣、廟行一線及其以西地區。
第8、第10集團軍為右翼兵團，張發奎為總司令，下轄10個師、3個獨立旅、3個新編旅、1個中央軍校教導總隊和1個岸防部隊。
作戰地域為蘇州河以南至杭州灣北岸地區。加上不久後趕赴上海參戰的第21集團軍及川軍 劉湘部5個師，國民黨軍總兵力已達75個師、70餘萬人。
華夏國軍隊轉入防禦後，日軍開始發動大規模進攻。9月12日，日軍又再集中主力猛攻固守羅店的左翼軍陣地，防守這裏的第18軍和葉肇第66軍拚死抵禦，陣地屹立不動。