蒋介石嫡系耗尽，各地军阀来援

蒋介石嫡系耗尽，各路军阀来援
淞沪会战打了一个多月，战事久拖不决大出日军意料。虽然日军凭借精良的武器装备优势，将中国军队的进攻一一击退，但是中国军队前仆后继、视死如归的英勇精神，也给自诩不可战胜的日军带来很大震摄。
日本的大本营这才意识到上海战事正在发展成一场超级大会战，而日军原先规划的上海派遣军兵力，根本不足以胜任。日本最高层决定将侵华的主要作战方向由华北转移到上海，并要求加快战争进程，“大致以10月上旬为期，在华北与上海两方面发动攻击，务必给予重大打击，造成使敌人屈服之形势”。
为了尽快结束上海战事，避免“三个月之内灭亡中国”成为国际笑柄，日本统帅部再次作出增兵决定，正式组成上海派遣军战斗序列。将华北方面军所属第9、第13、第101师团转隶上海派遣军序列，另外还从台湾调来了步兵旅团、重藤支队、第1后备步兵团等部队。加上原来的几个师团，9月下旬日军在上海的兵力，光步兵就达到了5个师团。算上空军和海军的兵力，日军在沪总兵力达到20万人。日本决心要在淞沪会战中，与中国军队一争高下。面对敌人调兵遣将的态势，国民政府也决定迅速增派各省及中央军部队至淞沪参战。蒋介石在9月21日，下令改组第三战区，亲自兼任战区司令，将上海的作战部队分成左翼作战军（陈诚），中央作战军（朱绍良），同时将所掌控的中央军，悉数投入战场。与此同时，华南、华中，甚至西南的各路部队，也毫无保留陆续赶往上海战场增援。
为打赢这场恶仗，蒋介石可谓不惜血本，他把自己手中的精兵良将几乎全派到了淞沪前线。集团军中，除了原有的第8、第9、第15集团军外，又增加了薛岳的第19集团军、刘建绪的第10集团军，稍后，廖磊的第21集团军也被调来。加上不久后赶赴上海参战的第21集团军及川军刘湘部5个师，国民党军总兵力已达70个师、70余万人。
日本上海派遣军统帅松井石根得到增援之后，将主力继续放在上海西北部的郊区，以准备对中国军队的侧翼进行包围作战。不过随着日军深入内陆，渐渐失去了威力强大之海军舰炮为火力支援。40天里，日军只前进了5千米，从潘泾打到杨泾。多处阵地双方反复争夺，中国军队每次都是拼到弹尽援绝，才被迫撤退。松井石根用尽种种手段，终于在10月7日，攻到上海西方郊区的交通枢纽大场。如果日军攻陷大场，在上海市区以及浦东的中国部队，就只能退出阵地，才能避免陷入日军的包围圈。
为了守住大场，蒋介石手边可以调动的兵力全数用上了。军政部长何应钦说，在上海战事最为激烈的时候，一个师的部队调到火线，只能维持半天。最后，蒋介石把中央军校教导总队，以及宋子文所掌握的税警团，都调出应战，以防堵前方战线的崩溃。税警团第四团团长孙立人，在防线争夺战中，奋不顾身地反复冲杀，几度夺回阵地，自己也身负重伤，因而使得税警团声名大噪，孙立人也因此役成为中国军队的新星。
由于日军掌握着长江下游地区的绝对制空优势，中国军队要历经艰险才能开到前方战线。许多军队往往还未到达前线，就已遭到日机攻击而损失惨重，后勤支持与伤员救护更是困难，经常处在时断时续状态。
10月17日，李宗仁的桂系王牌部队，第21集团军增援到前线。蒋介石认为淞沪会战已到了最后关头。于是把21集团军当成决战预备队，立刻投入战场，企图反击日军攻势。但这次出击由于时间仓促，计划又不够周详，结果攻势受挫。反而让日军抓住机会，发动反击。
日军在10月25日攻陷战略重镇大场，直逼苏州河。中国军队在上海作战防线，顿时有被日军切断的危险，第18师师长朱耀华因为大场的战线被突破，全师阵地溃散而拔枪自杀。大场阵地被攻陷后，蒋介石被迫下令部队全部后撤过苏州河，重新布防。
在大部队奉命后撤时，蒋介石本人亲自下令，第88师留下一个营的兵力，与日军周旋到底。其目的是为了营造国际舆论的报道与支持。这就是被人传颂一时的“八百壮士”事迹。10月26日晚，守卫大场防线的中国军队第88师第524团第2营400余人（报界宣传称“八百壮士”），在副团长谢晋元、营长杨瑞符的指挥下，奉命据守苏州河北岸的四行仓库，掩护主力部队连夜西撤。
在日军的重重包围下，守卫四行仓库的全营战士孤军奋战，誓死不退，坚持战斗4昼夜，击退了敌人在飞机、坦克、大炮掩护下的数十次进攻。与此同时，许多民众冒着生命危险，把慰问品、药品源源不断地送入了四行仓库，支持壮士们抗击日军。日军气急败坏，组织敢死队，不计牺牲地猛攻，经过三天三夜的血战，中国守军的阵地，仍然飘扬着国旗。最后在租界各国请求之下，这支力战不屈的孤军，才奉命退到租界之内。
“八百壮士”的英勇事迹轰动中外，一时声名远扬，虽然于战局无补，但是极大地振奋了人心，震慑了日军，也赢得国际舆论一片称颂声，被一些国际人士誉为“抗日奇迹”，起到了很好的政治宣传作用。