閘北巷戰
日本海軍第1遣外艦隊司令官鹽澤幸一發出要求中國方麵撤退閘北駐軍的通牒後，不待中國方麵回複，即令停泊在上海的日本軍艦上的海軍陸戰隊登陸，列入上海陸戰隊指揮官屬下，同時命令上海陸戰隊迅速按預定計劃作好進攻準備。
1932年1月28日23時30分，日本海軍上海陸戰隊1000餘人在指揮官鮫島上校指揮下，以20餘輛裝甲車為前導，在炮兵支援下，向閘北寶山路、虯江路、廣東路、寶興路、橫浜路、天通庵路、青雲路等各路口中國守軍陣地進攻。
防守閘北的中國第19路軍第78師第156旅，依照總部23日下達的密令第二項之規定，當即奮起還擊，前來接防的憲兵第6團一部亦奮起抵抗。兩軍在街道相連、房屋櫛比的巷內激戰。至29日拂曉前，守軍打退了日軍的進攻，陣地屹立未動。
第19路軍總部在接到關於日軍發動進攻的報告後，蔣光鼐、蔡廷鍇、戴戟星夜趕至真如車站，設立臨時指揮部，依照原定部署，命令後方部隊迅速向上海推進。29日1時，蔣、蔡、戴聯名向全國各界發出通電：
“暴日占我東三省，版圖變色，國族垂亡，最近更在上海殺人放火，浪人四出，極世界卑劣凶暴之舉動，無所不至。而炮艦紛來，陸戰隊全數登岸，竟於儉（二十八日）夜十二時在上海閘北公然侵我防線，向我挑釁，光鼐等分屬軍人，惟知正當防衛，捍患守土，是其天職，尺土寸草，不能放棄，為救國保種而抵抗，雖犧牲至一人一彈，絕不退縮，以喪失中華民國軍人之人格。此心此誌，質天日而昭世界，炎黃祖宗在天之靈，實式憑之。”
上述通電，表明了第19路軍對於日軍進攻實行堅決自衛的決心。
29日黎明，日軍水上飛機從停泊在黃浦江上的“能登呂”號起飛轟炸北站及商務印書館等建築，支援地麵部隊作戰。日陸戰隊乘機向北站守軍陣地發起衝擊。守軍第156旅所部，頑強抗擊日軍的進攻，以集束手榴彈對付日軍的裝甲車，組織敢死隊以潛伏手段炸毀敵裝甲車，堅守每一陣地，並在炮火掩護下適時向敵實施反擊，打退日軍的連續進攻。據日軍自供：“戰鬥極為激烈”，“市街到處起火，火焰漫天，戰場極為淒慘。”在北站及商務印書館兩處起大火後，日軍趁機向北站猛攻，守軍與日軍激戰1小時後退出北站。29日17時，第156旅主力加入戰鬥，進行反擊，奪回北站及天通庵車站，並乘勝追擊，一度攻占日軍上海陸戰隊司令部，迫使日軍退至北四川路以東、靶子路以南地區。日軍首次進攻以失敗而告結束。
29日20時，日軍通過英、美等國駐滬領事提出停戰要求。第19路軍明知其為緩兵之計，但因自身亦需調整部署，所以同意日軍的要求，停戰3日。
日軍進攻閘北失敗後，密切注視著事態發展的日本天皇裕仁，一反宮廷常例，未和首相推薦人西園寺商量，就於2月2日任命伏見宮博恭王為海軍軍令部總長，以便處理有關戰事。
1月30日，佐世保第3特別陸戰隊在上海登陸。2月1日，橫須賀第1特別陸戰隊亦開抵上海。2月2日，日本海軍中央部將長江一帶原有海軍及新增調的艦船編成第3艦隊，由海軍中將野村吉三郎任司令官，統一指揮進攻上海。與此同時，第19路軍也調整了部署，將原駐鎮江以東的第60師調至南翔、真如一帶，第61師調上海。原駐上海的第78師全部加入前線，增強防禦。
2月2日，日本海軍中央部批準上海日軍“可采取積極行動”。
吳淞要塞及其附近的戰鬥
國民政府對日本侵略東北的不抵抗政策遭到舉國上下的一致反對，寧、粵合流後改組的國民政府被迫調整對日政策。當時的主要決策者們無意從根本上改變“攘外必先安內”的方針，但又不能不緩和國內各階層人民抗日救亡運動的壓力，於是提出了“一麵抵抗，一麵交涉”的對日方針。汪精衛主張：對日本的侵略，“軍事上要抵抗，外交上要交涉……一麵抵抗，一麵交涉，同時並行”。日軍在上海發動的侵略和第19路軍自發的抗戰，促使國民政府不得不進行有限的抵抗。
1932年1月29日，國民政府外交部發表《對淞滬事變宣言》：“中國當局處此情形，為執行中國主權上應有之權利，不得不采取自己的手段，並對於日本武裝軍隊之攻擊，當繼續嚴予抵抗。”同日，日本政府也發表了《關於上海事件帝國政府聲明》。日本顛倒是非，聲稱是為保護日僑而增兵上海。此時，蔣介石已於28日返回南京主持軍事。國民政府判斷日軍將在上海地區擴大戰爭，遂於30日照會國聯及9國公約簽字國駐華公使，表示中國對日本的野蠻侵略“忍無可忍，不得不采取相當手段，以實行正當防衛權”，並要求“速采有效之手段，嚴正製止日本在中國領土內之一切軍事行動”。同時在南京召開中央政治會議緊急會議，決定遷都洛陽和改組軍事委員會，任命蔣介石、馮玉祥、張學良等為軍事委員會委員，並於當天令第19路軍全力防守上海，令第87、第88師防守南京。