盧溝橋事變后，日本在向華北調集重兵的同時，積極準備出兵上海，伺機把戰爭由華北擴展到華中。

1937年8月9日，日軍駐上海的海軍特別陸戰隊制造虹橋事件。8月13日，日軍在八字橋地區向中國駐軍發起全線進攻。中國駐軍奮起還擊，震驚中外的八·一三事變由此爆發，淞滬會戰開始。

8月14日，國民政府發表《自衛抗戰聲明書》。20日，國民政府軍事委員會將江蘇省南部和浙江地區劃為第3戰區，馮玉祥任司令長官，顧祝同任副司令長官，陳誠任第3戰區前敵總司令。中國軍隊與日軍展開全面激戰。

淞滬會戰初期，中國軍隊有效地遲滯了日軍的進攻。但日軍不斷增兵，至9月11日，日軍總兵力已達20萬人。10月1日，中日雙方在蘊藻浜南岸地區展開了最為激烈的爭奪戰。4日，蔣介石自兼第3戰區司令長官。26日大場失陷后，戰局急轉直下。11月8日，第3戰區被迫指揮各部逐次撤離淞滬戰場，向吳(縣)福(山)、(無)錫澄(江陰)防線轉移。

至10月30日，日軍已增兵至2個軍9個師團又2個支隊約30萬人。11月5日，日軍從杭州灣北岸登陸，從側后嚴重威脅上海中國守軍。6日至8日，中國軍隊第67軍在松江縣城死守3日。12日，上海市區陷落，淞滬會戰結束。

淞滬會戰歷時三個月，是全國抗戰開始以來時間最長、規模最大的一次戰略性戰役。日軍投入的總兵力約30萬人，動用軍艦30余艘、飛機500余架、坦克300余輛；中國軍隊先后調集兵力約70余萬人，海軍艦艇約40艘，空軍飛機250架。中國軍隊廣大官兵同仇敵愾，斗志昂揚，以劣勢裝備與優勢裝備的敵人殊死搏斗，以傷亡約25萬余人的巨大代價，斃傷日軍4萬余人，堅守上海達3個月。這次會戰，極大地鼓舞了全國人民的抗日熱情，為掩護國家轉入戰時體制贏得了時間。但在日軍掌握制空權和制海權的濱海城市，單靠拼陣地消耗，拖時間，并幻想求得國際干涉以解決中日戰爭，是戰略指導上的嚴重失誤，因而給爾后保衛首都南京的作戰造成極為不利的影響。（彭玉龍）