在宽广正面的攻防作战中，随着大场的失陷，中日双方军队的战斗重心，转向了苏州河沿岸地区。
10月28日，日军第3、第9师团主力，同中国守军在梵王渡至南翔附近的苏州河上，展开了战斗。苏州河是黄浦江的支流，从梵王渡到南翔附近，河幅最宽处约百公尺，到周家桥附近只有三四十公尺。河南端有沪杭铁路桥及中山公路桥，西端南翔地区有通汽车的木桥。
由于沪西地区一片旷野，障碍度极低，中国守军从大场撤退后，只能凭借天然河道抗击日军。第三战区司令长官部鉴于部队撤退后，中央作战军正面缩小，且沪西战斗中，中央、左翼作战军所属部队减员严重，遂下令撤销中央作战军，将正面划分为左翼和右翼两个作战军，分别由陈诚和张发奎指挥。左翼作战军辖第15、第19、第21共3个集团军，第9集团军归右翼作战军指挥。
27日，第9集团军向苏州河南岸撤退之后，炸断了淞沪铁路桥和中山公路桥。左翼作战军一部奉命进入南翔附近公路桥北端，守卫桥头。右翼作战军即调集中央教导总队一部、第1、第78 、第36 、第40、第46、第87、第88 、第102师及税警总团等部共约10个师的兵力，于苏州河南岸进入前沿阵地。28、29日两天，数次打退日军的进攻。10月30日晨，日军集中炮火，向苏州河南岸的丰田纱厂、北新泾镇、屈家桥等中国军队阵地猛烈轰击，同时出动飞机，轰炸守军部队。12时，日军主力借炮兵火力及烟幕掩护，强行渡河。
日军一部在大厦大学西面，集中运兵船只，在炮火掩护下朝教导总队阵地冲来。教导总队在总队长桂永清指挥下奋勇还击。敌军轮番冲击，教导总队死守阵地，渐渐不支，遂由第1军及第61师接防。
防守北新泾的第87、第88、第36、第1师等部，冒着炮火同敌展开战斗。在敌反复轰炸中，北新泾镇几成平地，守军通信线路被毁，部队间失去联络。各部官兵尽一切努力抗击敌军。为了减少伤亡，士兵们沿河岸深挖战壕，在低于河平面的位置构筑射击孔，人员隐蔽其中。当敌军乘汽艇、木船渡河时，暂不开火，待其半渡河中，机枪、步枪、迫击炮一齐射击，日军纷纷落水。由于双方短兵相接，使日军飞机、火炮发挥不了威力，优势被遏制，多次渡河进攻均被我军击退。
为消灭中国守军有生力量，毁灭抵抗行动，日军集中海、陆炮火，持续猛烈轰炸守军阵地，给守军造成很大伤亡。31日，日军在陈家渡、陆家埭两处偷渡，仍未得逞。即改向河汊错综、较易渡越的苏州河到江桥一线强渡，终由因肚庄一带获得立足点。据守刘家宅的税警总团一部，同渡河之敌展开激战。第8军军长兼税警总团团长黄杰亲至前线指挥，与敌数度肉搏，然渡河日军不断增加，守军伤亡颇重，刘家宅为敌所占。守军再度突击，敌军尸横枕藉，血流成渠，守军亦伤亡惨重。11月2日1时，税警总团第3团第2营向刘家宅以西攻击前进，协助第36师作战。
与此同时，税警总团另一部--第2支队第4团，在孙立人指挥下，于周家桥一带阻击敌军。
孙立人乃一传奇人物，安徽庐江人。20年代清华大学的学生、国际篮球赛场上的中国代表、美国弗吉尼亚军校的学员。"七.七"事变前，任国民政府财政部税警总团第2支队第4团上校团长。淞沪会战开始后，孙立人率部参加了蕴藻浜和大场战斗，身先士卒，负伤13处。因战绩显著受到宋子文、孔祥熙的嘉奖，被提升为税警总团第2支队少将司令官兼第4团团长。守军向苏州河南岸转移时，孙立人率部赶往周桥，组织防御。
10月27日晨，日军四五十人乘涨潮和晨雾迷漫之机，用事先连接好的小型橡皮舟作浮桥，偷渡到南岸，隐蔽在高约2～3米崖下的储煤洞中。孙立人发现这一情况后，当即指挥两名班长，在岸边竖起4块厚钢板当护墙，连续投出100多枚手榴弹，将敌军橡皮舟浮桥炸断，然后将十几捆用汽油浸透的棉花包点燃，推进崖下的储煤洞里，大部分日本兵被烧死，残存者亦被打死，仅用2个多小时，即将偷渡到南岸的日军全部消灭。此次战斗是淞沪会战中最讲智谋、伤亡最小而战果最漂亮的一个反击战。
11月2日拂晓起，战斗更为激烈。日军故伎重演，又趁晨雾之机，先后突破总团左翼第1支队阵地。第2支队第5团当面之敌，也正利用橡皮舟连接的浮桥向南岸强渡。晨6时许，蒋介石在南京直接电令黄杰，速将侵入南岸之敌歼灭。于是，黄杰带参谋李则尧赶到第2支队司令部指挥所督战，孙立人则带参谋龚至黄赶到第 5团团部指挥所指挥，激烈战斗终日，第5团团长丘之纪阵亡，第1营营长重伤。日军南侵之势稍减。次日凌晨，孙立人为日军炮弹炸伤，于是支队司令部率第4、第5两团撤至徐家汇附近休整，防务移交第36师。
直到11月4日，第36师才接防完毕，本来215团因刘家宅阵地税警总团尚未收复而拒绝接收，黄杰在电话中与宋希濂好言恳求陈述困难情形，申明确实无力收复，要求宋体谅通融。宋才勉强答应。然而接防甫两日，215团在敌军炮火摧毁下伤亡即达300余人，其余各团均死伤很重，最惨的是211团，全团仅剩团长团副营长各1，排长3人，士兵60，216团团长胡家骥两次负伤，官兵只剩50余名。团长们向师长宋希濂诉述战况，讲到官兵伤亡，无不伤心悲泣，宋强忍悲痛，安慰大家：