女子陈均瑞用一串四字句表达她的心愿：
织此纤物，聊表寸衷，慰我将士，暖我兵戎，守土尽责，为国效忠，歼厥丑类，克奏肤功。
有一首诗透着男儿气概，出自女子胡幼卿的笔端：士庶庆弹冠，倭奴胆尽寒。只因雪国耻，真个斩楼兰。
国外华侨也关注着上海的战事。蔡廷锴收到美洲华侨送来的一块金匾，上面题刻了“精神救国”四个大字。第十九路军还收到艺术舞蹈女明星刘科伦在芝加哥抗日义演的几千元筹款，和马尼拉中学的华侨学生节省下来的零用钱。
第十九路军得到四面八方的声援，士气十分旺盛。而初战失利的日军，正在忙于调兵遣将。野村中将接替盐泽任上海日军总指挥，日本海陆空军在上海的兵力增加到一万多人。野村调整部署，暂缓进攻闸北，动用主力会攻吴淞，同时以一部分兵力进攻江湾，企图从守军左翼突破。野村也和盐泽一样，狂妄不可一世，对西方记者说：“日军在吴淞踏平华军壕沟之日，为时不远。”
2月7日，十架日军飞机沿淞沪铁路线轰炸中国军队，日军上海陆战队猛攻吴淞地区翁照垣旅第四团阵地。同时，日军的军舰、火炮和飞机对蕴藻浜车站、吴淞镇和狮子林炮台发动袭击，配合地面进攻。守军浴血奋战四个小时，将日军击退。
第二天，已经强行登陆的日军混成第二十四旅团，分三路向张华浜、蕴藻浜和吴淞镇进攻。日军向美国记者扬言，要在午前占领吴淞。但是，到了傍晚，日军还是败下阵来。
经过几天激战，一天拂晓，日军在烟幕弹掩护下强渡蕴藻浜，突破守军防线，第一二二旅急速增援，将渡河的日军包围 被围日军在救援部队接应下，拼死突围，守军奋力堵杀，歼灭了大部分日军。日军在其他地段的进攻，也被守军打退。野村企图多路包抄吴淞守军的计划彻底破灭。
第十九路军激战犹酣的时候，发誓不向共产党施放一枪一弹的国民党将军张治中，率领第五军两个师，外加中央军校教导总队和一个山炮营，日夜兼程奔赴上海。
第五军到达南翔，由蒋光鼐统一指挥，负责吴淞西端防线。张治中有心为国殉职，留下遗书一封：“如不幸牺牲，望能以热血头颅唤起全民抗战，前仆后继，坚持战斗，抗击强权，卫我国土”
日军的进攻屡遭挫败，只好又换总指挥。刚到上海的第九师团植田谦吉中将，接替了失败的野村。这时，上海集结的日军已达三万多人，拥有七十门野战炮，六十多架飞机，还有几十艘舰艇开到吴淞口。
日军头目都是狂妄之徒，植田仗着武力雄厚，向蔡廷锴发出最后通牒，要求上海驻军全部撤出第一线。
蔡廷锴接到这个荒谬绝伦的通牒，非常气愤，指挥部立即命令前线部队用猛烈的炮火回应植田的狂傲。
2月20日早晨，日军从正面向闸北至吴淞一线发起第二次总攻，企图从守军阵地中央突破，然后卷击吴淞和闸北。第八十八师部队奋勇抗击来势汹汹的日军，阻滞了日军的攻势。二十多天的抗战，使守军掌握了诀窍。日军在猛烈火力支援下进攻时，守军隐蔽在战壕里以逸待劳，等到日军接近阵地，便扔手榴弹还击。日军的攻势，就这样一次次被守军击破。
入夜，日军调整部署，第二天再度进攻，植田亲自指挥，飞机大炮狂轰滥炸，几千名步兵发起冲锋，遭到守军火力拦截，伤亡惨重。
第二天，日军第二十四混成旅团第一线部队乘着晨雾，突入庙行镇东端的守军阵地。第八十八师预备队全部投入战斗，付出了很大的伤亡，还没能将日军击退。张治中率领预备队赶到第八十八师指挥所，命令孙元良的第二五九旅正面增援庙行镇，又派宋希濂的第二六一旅从纪家桥渡河，抄袭日军侧背。
很快，久经沙场的蒋光鼐看准了日军的心理：他们伤亡惨重，一定会止步不前。蒋光鼐决定：从江湾镇、庙行镇和蕴藻浜三个方向，同时向日军发起反突击，合围歼灭庙行镇的日军。下午3点，三路部队到达出击位置，展开全线反击。
植田获悉混成第二十四旅团被围，急令第七步兵联队和吴淞支队一部前往救援。反突击部队与日军展开白刃近战。战到晚上，大部分日军乘着夜色突围逃窜，其余日军被歼灭。庙行之战是开战以来最为惨烈的一次战斗。中外报纸一致认为，这是淞沪抗战的最高战绩。
过了两天，日军经过调整部署，改用重点进攻突破一点的战术，第九师团主力分三路向江湾、小场庙和庙行发起猛攻。日军动用大约一万人进攻小场庙正面，几分钟内向金家塘阵地发射了几百发炮弹，守军难以支撑，阵地被日军突破。守军增援部队很快赶到，分三路反击，血战到晚，重创日军，收复了原来的阵地。
日军第九师团的失败，加上战旗舰“出云号”被中国敢死队炸伤，促使日本政府增派两个师团，组成上海派遣军，总兵力达到七万多人，飞机三百多架，加上海军第一舰队和第三舰队，司令官换成了白川义则大将。这时，中国在上海的总兵力只有四万多人，并已相对减弱，武器损坏极大，而战线绵延五十多公里。守军多次向蒋介石求援，得到的回答是“固守”和“加强戒备”，却迟迟不见援兵到来。
2月29日，白川指挥日军开始新一轮的总攻击。日军为了掩护主力第十一师团在浏河一带登陆，向庙行镇方面发起猛攻，同时向闸北几个地点展开频繁攻击。天通庵附近的守军和日军激烈对抗八个小时，不断派敢死队跃出战壕，短兵相接，迫使日军全部退却。在闸北八字桥，守军与日军形成拉锯战，阵地三失三得，伤亡很大，日军也丢下大量尸体，联队长林堀大佐被守军击毙。