對日軍進行三麵圍攻，日軍依靠良好的裝備和空軍的加持，與我軍對抗至5點，此時蔣光鼐請求陳曉東的6架轟炸機加入戰場，對日軍戰壕進行輪番轟炸，晚上8點，日軍最終不得不放棄廟行，倉皇撤退！
植田謙吉精心設計的“中央突破計劃”宣告失敗！日軍被滅3000多人，廟行大捷是1.28鬆滬抗戰中一次極為重要的戰役,他讓中國人民看到了希望。
即便日軍有軍艦，飛機，坦克，大炮保駕護航。勇敢的中國戰士也是能夠戰勝他們的；也讓日本人看到了中國軍隊保家衛國的決心，窮凶極惡的日軍，不得不於2月25日再次換帥，任命前陸軍大臣白川義則為司令官。讓其趕赴上海，組建上海派遣軍，對我軍發動了更大規模的進攻。
也是此戰過後日軍開始重點打擊中國空軍，他們先於2月24日派出9架艦載攻擊機對蘇州機場，虹橋機場進行了一番轟炸。
當得知中國空軍不在這兩個地方，而是在杭州筧橋機場時，他們又於26日派出15架戰機，對我軍進行偷襲，我軍因為沒料到日軍來的如此之快，所以倉促之下，隻有飛行員石邦藩和趙普明駕駛兩架飛機迅速升空，與15架敵機展開了激戰，很快，日軍兩架飛機水箱中彈，迫降於錢塘江口，不過13：2懸殊還是太大，幾分鍾後，石邦藩左臂中彈，飛機隻好迫降於一片稻田裏，隨後不久，趙普明也被擊中，壯烈殉國！
囂張的日軍炸毀了航空學校的6架教練機，和大量房屋物資之後，呼嘯而回。
中國軍隊以少勝多,以r弱勝強，擊敗日軍幾萬大軍，取得廟行大捷，全國上下歡欣鼓舞，國際社會轟動一時，但是由於當時國民政府堅持攘外必先安內，以及各地區統一協調等原因，自第五軍增援上海之後，十九路軍再也沒有得到一兵一卒的增援。
再加上南京國民政府希望，一麵預備交涉，一麵積極抵抗，在全盤計劃未定之前，仍采取攻勢防禦“
和上海原本就有公共租界的存在，導致我軍雖然取得了一係列勝利，但也隻是防衛！很難一鼓作氣將敵軍掃地出門。
日軍抓住我軍的這些弱點，戰敗之後就裝模作樣地說要和談。背地裏卻調集更多援軍，為下次攻擊中國軍隊做準備。
廟行之戰勝利後，日軍再次龜縮了起來，我軍看日軍不再出來咬人。就於2月24日讓宋希濂部撤回了原來駐地。隻留一小部在南岸監視日軍的活動。
原來守衛廟行一帶的88師大部撤回廟行以西進行休養，南邊的陣地由張炎率領的十九路軍122旅的三個團，和古鼎華率領的88師一個獨立團交替防守。
北邊的陣地由孫元良旅接替防守，張炎原本駐守的江灣由梁世驥團駐守。日本總指揮植田謙吉看到廟行地區防守薄弱，開始準備在哪裏跌倒就在哪裏爬起來。
2月25日，植田謙吉再次命令日軍，兵分兩路攻擊我軍陣地。
第一路陸軍少佐孔閑升率領小股部隊騷擾江灣地區，企圖打亂我軍部署，掩護日軍主力的主攻方向。