根据淞沪停战协定的规定，1932年5月以后，中国在上海不能进驻正规军队，偌大的上海及其周边地区，担任守备的仅仅为上海警察总队及江苏保安总队的两个团，其主要职责和任务是维持地方治安，既没有永备工事，也无野战工事，甚至连最简易的哨兵岗棚都没有，可以说，上海简直等于是座不设防的城市。
蒋介石虽然多年来忙于"围剿"红军，对日本的侵略一贯打不还手，但"一.二八"事变还是触动了他的神经。日本人对上海动手，企图威胁南京，打通通向华中内地的门户，这点他还是看得比较清楚的。当时国民党内一些爱国和有远见的将领，对上海将来会再次受敌攻击，作出正确预见。张治中即是其中之一。他根据上海几乎无防可言的严峻现实，曾向蒋介石建议组织一支部队，一旦中日战争爆发，能够以优势兵力突击上海，扫除和消灭驻扎在沪的日本海军陆战队据点，防止日军利用此作为桥头堡进行大规模的登陆。蒋介石也认识到这个问题的重要性，在1936年2月任命张治中为京沪警备司令，秘密主持制定未来中日战争开始时期对上海入侵之敌的作战计划。对外，则以"中央军校高级教官室"（后改为"中央军校野营办事处"）名义掩护。
在此之前，1934至1936年间，国民政府已经在上海至南京之间、上海至杭州之间构筑了大量的国防工事，最主要的有吴福线（苏州--福州）、锡澄线（无锡--澄江）、乍嘉线（乍浦--嘉善）和海嘉线（海盐--嘉兴），以这些主线阵地为依托，分设后方阵地和前进阵地。在南京外围也构筑了两道防御工事。工事多为永久性或半永久性，辅以天然湖泊和人工障碍物掩护。不过这些国防工事在淞沪会战中基本没发挥上什么用场，在淞沪一带抗战使用的都是临时构筑的野战阵地，且边打边筑，质量上不过关，在日军强大炮火下顷刻瓦解。
张治中担任京沪警备司令之后，为了加强上海附近的戍守力量，调来了中央军的精锐部队，包括宋希濂的第36师（从西安辗转至战争爆发后方才抵达前线）、王敬久的第87师和孙元良的第88师。此外，还有炮兵第8团、炮兵第10团等部队，这些军队都秘密部署在吴福线和锡澄线附近。"七.七"事变爆发第二天，当时正在青岛养病的张治中不顾医生劝阻，立即赶回其在苏州的"中央军校野营办事处"驻地，命令部队进入战备状态。张治中在对敌情作出仔细研究之后，向蒋介石建议将第2师补充旅1团的官兵化装成上海保安团，进入上海虹桥和龙华机场，以期万一战事突起，可以于最快时间内占据主动。建议得到了蒋介石的采纳。7月30日张治中又致电南京国民政府，提出一个"先发制敌"的设想：
我在北方作战，固不宜破坏上海，自损资源，然若敌方有下列征候之一，如：（１）敌决派陆军师团来沪，已开始登轮输送时；（２）敌派航空母舰来沪时；（３）敌在长江舰队来沪集合时；（４）敌在沪提出无理要求，甚至限期答复，即断定敌发动无疑。则因我主力军远在苏、常以西，输送展开在必需时，且上海保安团抵抗力薄，诸种关系，似宜立于主动地位，首先发动，较为有利。曾迭电具申意见，未蒙核示，兹预拟本军行动标准，谨申呈核，是否有当，敬祈示遵。
南京国民政府复电：
卅未电悉，应由我先发制敌，但时机应待命令。
日本从上次淞沪会战以来一直在上海虹口、杨树浦一带驻扎着3000兵力左右的海军陆战队，司令部也设在这里。平时，日本第3舰队的舰只耀武扬威地游弋于黄浦江面。在控制区内，日军修筑了工事，建立了据点、登陆码头和补给站。到战前，已有军事设施百余处。不少街道两旁的房屋都被秘密巧妙地改造成据点和堡垒，房子用钢筋水泥浇灌，墙上有很多不易发现的射击孔，地下建有防空和隐蔽室，满贮弹药和武器。有的屋顶上甚至虎视眈眈地架设着高射炮。平时日本海军陆战队就在这些地方训练和演习，随时准备奉命出击。
1937年7月中日战争全面爆发后，为进攻上海，日本暗中开始忙个不停，积极调兵遣将。7月24日以来，驻沪军队连日在江湾作军事演习。7月28日，日本下令撤退长江沿岸的日侨。8月4日，第3舰队要求海军中央统帅部秘密向上海派遣特别陆战队。日本还在侨民中招募了所谓"义勇团"（敢死队），进行编组训练。
虽然日军一向自恃装备良好、训练有素，战斗力远强于中国军队，但仅凭海军陆战队的力量夺取上海，显然是不够的。不过这时日本陆军主要各师团均在华北战场上激战正酣，一时腾不出多余兵力；另外，日本高层内部对是否派遣陆军参战意见不一，参谋本部一直把华北作为战略进攻重点，并认为"吴淞方面登陆极难，胜算极小"，迟迟不愿出兵。为此，海军军令部和参谋本部反复协商，在得到海军"于事前实行轰炸炮击"、"绝不会让陆军单独轻率地登陆"的保证之后，参谋本部同意考虑派遣陆军，但必须在完全占领华北之后，方可加入上海方向作战。
可见，中日双方都已经意识到迟早要在上海开仗，都事先做好了部署和准备，但是又让双方都始料不及的是，随着8月13日战幕拉开，战争愈打愈大，愈打愈残酷，中日都被迫不断增兵，最后发展成为百万之众的大血战。中国先后投入6个集团军70多个师，共计70余万人；日军也空前规模地投入了9个师团、2个舰队、400多架飞机，总兵力共计27万余人。
仅就兵力而言，中国军队是占据绝对优势的，但现代战场取胜的因素并不是依赖人数多寡而决定的，国民党军普遍装备落后，士兵军事素质低下，缺乏良好训练，即便是蒋介石引以为豪的装备和战斗力都最强的嫡系中央军的一个军，比起日军一个普通的二流师团来，也差了一截。日军海、陆、空军全面占优，立体作战，空中飞机狂轰滥炸，海上舰炮密集轰击，威力之大，天摇地动，炮火所到之处无坚不摧，步兵再冲锋占领目标，伤亡代价自然大大降低。面对武装到牙齿的敌人，中国守军所凭靠的，只能是中华民族不屈不挠的铮铮铁骨、对侵略者的满腔仇恨和寸土必争、血战到底的爱国忠勇精神。