讓獨立二十旅休整練兵的同時。冰滬戰局也在發生着巨熟”隨着第三、第十一師團的增援，日軍海軍組建新編第四艦隊和原第三艦隊組成聯合艦隊，由長島川清統一指揮，下轄艦艇三十餘艘，其中三艘是航母。
同時，由陸航引膘戰機、海航田架戰機組成特設航空隊，搶佔泓滬戰場的制空權。
缺乏現代軍艦，噸個又落後日軍幾十倍的中國海軍在長江口的海戰中迅速被日軍擊敗，幾乎全軍覆沒，至此日軍海軍軍艦從長江口長驅直入。直接威脅江陰要塞，同時利用其大口徑的艦炮有利地支援了射程範圍內的陸軍作戰。
同樣，年輕的中國空軍在會戰初期一度佔有優勢後不久，很快被數量龐大，性能優異的日軍航空隊擊敗。泓滬戰場的制空權完全被日軍控制，除了連番轟炸鬆滬戰場，日軍飛機甚至突襲了杭件、南昌等中國空軍重要機場，幾次轟炸中國首都南京。
四月二十五日，日軍連續以軍艦、飛機、坦克支援，第十一師團向重新被中國軍隊奪回的月癰和寶山發動猛烈進攻，從江灣撤下來駐守這兩個地方的第九十八師夏楚中部由於傷亡慘重不得不撤退。次日，負責殿後堅守寶山的五八三團三營姚子青部死戰不退，最終全軍覆沒，寶山淪陷。十一師團在佔領寶山後，以第十旅團沿寶羅公路向西攻擊，吳鬆方面第三師團也越過油塘河西攻，一零一師團成功地和被中國軍隊包圍的在江灣鎮和楊樹浦的日軍海軍特設第一陸戰隊會合。第九集團軍和十五集團軍一部頓時面臨腹背受敵的威脅。
由於中國方面因無力佔據海、空控制權，在進攻敵據點、抗擊敵登陸和逐地爭奪戰中損失慘重，部隊疲憊至極。五月一日第三戰區發佈的第二期作戰計發：戰區以持久抗戰之目的，限制登陸之敵發展，力求各個擊破之效。各個擊破不能達成時。則依次後退於敵艦射程外之既的陸地，施行頑強抵抗，待後方部隊到達，再行決戰而取最後勝利。已做好攻堅不利轉而實施防禦作戰的準備。至此，泓滬戰場上中國軍隊被迫正式轉爲防禦。
五月三日，日軍第三師團沿軍工路、泓滬公路；第十一師團則在月浦、羅店之線向中國軍隊發動強大攻勢。五月五日，第十五集團軍右翼陣地被突破，部隊減員嚴重，遂漸次退至羅店以南施相公廟、瀏河之線預築陣地。第九集團軍亦轉移到北站、江灣、廟行、蘊藻渙右岸之線預築陣地，與日軍形成對峙。
日軍逐漸掌握泓滬戰場的主動權，日本最高層要求加快上海戰役進程。“大致以五月中旬爲期，務必對中國軍隊給予重大打擊，造成使敵人屈服之形勢
但是泓滬會戰打了一個多月。戰事久拖不決大出日軍意料。日軍雖然憑藉裝備和武器優勢，將中國軍隊的進攻一一擋回，但是中國軍隊前仆後繼小悍不畏死的英勇頑強抗戰，也給向以戰無不勝自詡的“皇軍。重大殺傷，日軍進展卻並無多少。爲了儘快結束上海戰事，不使陸軍大臣衫山元和海軍大臣米內光正聯合提出的“三個月解決中國事變。成爲一句空話和笑柄，日本軍部不得已再次作出增兵的決定。將在華北和中國軍隊對峙的第九、第十三師團轉隸上海派遣軍序列，此外。還從臺灣調來了步兵旅團和重藤支隊。這樣。加上原有的幾個師團。日軍到五月中旬在上海的兵力。光步兵就達到了當初鬆井石根要求的個師團算上空軍和海軍的兵力，日軍在滬總兵力達到力萬人。
面對日軍調兵遣將，國民政府也決定迅速增派各省及中央軍部隊至泓滬參戰。爲打贏這場硬仗，蔣介石不惜血本，把當時的精兵良將幾乎全部派到了泓滬前線。集團軍中，除了原有的第八、第九、第十五集團軍外，又增加了薛嶽的第十九集冉軍、劉建緒的第十集團軍和廖磊的第二十一集團軍。
同時對前線部隊部署也做了調整，以應對作戰需要：第十五、第十九集團軍編爲左翼兵團，陳誠爲總司令。下轄三個軍團、江防軍總司令部及總預備隊，共約十六個師、兩個要塞司令部、四個獨立團、一個江蘇保安隊；作戰地域爲藐藻洪以北的萬橋、羅店、廣福地區。
第九集團軍和第二十一集團軍爲中央兵團，朱紹良爲總司令，下轄十個軍二十八個師小一個獨立旅、一個炮兵旅、一個上海警備司令部和一個上海保安總隊；作戰地域爲北站、江灣、廟行一線及其以西地區。
第八、第十集團軍爲右翼兵團。張發本爲總司令，下轄十個師、三個獨立旅、三個新編旅、一箇中央軍校教導總隊和一個岸防部隊；作戰地域爲蘇州河以南至杭州灣北岸地區。加上不久後趕赴上海蔘戰川軍劉湘部的五個個師，中國軍隊的總兵力已經達到七十個師，將近七十餘萬人。
中國軍隊轉入防禦後，隨着增援部隊的相繼到達日軍開始發動大規模進攻。五月二十日，日軍集中第十一師團和第十三師團全部主力猛攻固守戰略要點羅店的左翼軍陣地。防守這裡的羅卓英的第十八軍和葉舉的第六十六軍拼死抵禦，陣地屹立不動。次日黎明至二十二日夜，日軍復以兩個師團持續衝鋒，第六十六軍的一五九師和第一六零師遭受重大傷亡，陣地全毀，守軍無一倖存。
第三戰區司令長官部鑑於日軍有以主力於寶瀏公路兩側地區擊破左翼軍之勢，爲保存實力，持久消耗敵人，乃命令左翼軍各部隊逐次轉入第二線陣地防守，相機打擊日軍。這時，鬆井石根見從側翼突入包圍中國軍隊的企圖無法實現，於是決定改分割包圍爲中央突破，集中兵力進攻麗藻渙一線。五月三十日開始，日海軍、航空兵協同地面部隊發起新的攻擊。北路以山室宗武第十一師團指向廣福、陳家行；南路集中第三、第九、第十三、師團強渡源藻法，向大場、南翔講攻，以切斷媽刃滯一灣地區守軍與外界聯繫，使之成爲孤軍。六月一日至五日，中國軍隊方面以第八、第十四、第五十九、第六十七、第七十七、第九十師及稅警總團等部隊連日與敵浴血激戰，因犧牲重大，無力再戰，相繼退出陣地。六日起，日軍再度集中海空軍火力，配合步兵向兢藻渙南岸強攻。中國守軍輪番上陣抵抗，經數晝夜血戰，始得稍稍遏止日軍攻勢。
六月十日。日軍突破儒藻渙，戰局再度告急。蔣介石親自帶領大本營一干要員赴第三戰區前敵指揮部南翔指揮作戰。急調中央兵團第二十一集團軍擋住突破蘊藻滇的日軍。
第二十一集團軍屬李宗仁、白崇禧桂系王牌部隊，以能打能拼在國民黨地方軍中享有威名。
既然是自己的部隊，調任參謀本部任副總參謀長，早已手癢的白崇禧向蔣委員長獻策，認爲純粹被動防守非長久之計，徒增傷亡更無法取勝。必須以一支主辦突擊部隊主動出擊。實行積極防禦的策略。
正在爲戰局焦頭爛額的蔣介石當然求之不得。立刻下達了實施反擊作戰的命令。同時命令所有守衛蘊藻渙南岸的部隊，配合廖磊第二十一集團軍發動全線反擊。
但是白崇禧雖有“！卜諸葛”之稱。在長達二十多年的軍閥混戰中也是常勝將軍，但是和日本人交戰畢竟還是第一次，根本缺乏對日軍戰鬥力的認識。當日，日軍吉住良輔的第九師團、伊東政喜第一零一師團以及藤田進的第三師團一部，亦向藐藻添南岸發起猛攻。雙方主力迎頭相撞。桂軍初上戰場，毫無與日軍交鋒經驗，以血肉之軀衝進密集彈雨，將日軍施放的煙霧誤爲毒氣，隊形自我混亂；加上當時泓滬戰場上只有桂軍身穿黃色軍服，極爲顯眼。成爲日軍練習射擊的活靶子。遭日軍飛機、火炮、坦克和機槍密集火力突擊，數萬大軍一日即被打散，上萬敢死隊大部戰死。該集團軍僅旅長即陣亡六七人。“小諸葛。見桂系潰兵被其他部隊收容，多年經營毀於一旦，不禁痛心疾首，連日飲食不進。激戰至六月二十日，部隊被迫撤退。左翼軍配合二十一集團軍進攻的四個團在廣福南側向北路日軍的反擊作戰，也被日軍擊退。日軍乘機展開反撲，兵鋒直指大場。
六月二十一日，日軍以重兵直趨真太公路，威逼大場左翼。劉行方面日軍，渡過源藻渙後攻向大場以西塔河橋，左翼兵團十五集團軍的十八師、二十六師和六十七師等部經過艱苦抗擊，阻住日軍攻勢。此時。中國軍隊從大場東面，經大場、市中心向東北而成一半圓形陣線，繞於江灣以北。廟行、大場個置突出，遂成日軍眼中釘，肉中刺，必欲拔之而後快
日軍調集各種火炮小飛機集中猛烈轟擊，方圓數裡，幾爲焦土。日軍接着又以四十餘輛戰車爲前導，掩護步兵奪佔胡家橋、塔河橋、走馬塘等處陣地。爲保存實力，守軍在作出最大努力抵抗後向南翼轉移。大場失守。此戰中國軍隊又蒙受慘重傷亡，第十八師幾乎全軍覆沒。師長朱耀華悲憤難當，當即拔槍自戕，所幸子彈並未擊中要害，身真重傷，被緊急送往南京陸軍總醫院。
大場丟失，全線撼動。當年德國總顧問塞克特針對泓滬戰場所設定的塞克特防線實際上已經被突破。爲了保存實力第三戰區只愕作出放棄北站一江灣陣地之舉。中央兵團部隊撤退到蘇州河南岸，左翼兵團也奉命轉移，中國軍隊退入瀏河、沈家橋、朝王廟、徐家行、廣福、陳家行、江橋、北新涇至梵王渡一線的第二期既設防禦陣地。
原本已經接到命令增援上海市區，已經開始動身的獨立二十旅繼續駐防松江。
泓滬會戰進入六月下旬，中國軍隊雖說處於被動地位，一再後撤，但仍控制上海，這無疑是與日本當初的判斷和盤算背道而馳的。當初朽山元和米內光正提出了一個月解決上海事妾，三個月征服中國的構想根本無法實現。
日本是個島國，資源有限，同中國這個龐然大國比拼耐力和韌勁，是萬萬消耗不起的，因此惟一途徑取是速戰速決。此時，日本軍部對於日軍經數次增兵後依舊無法取得決定性勝利，甚至沒能根本改變會戰態勢，感到極爲惱怒，同時也大爲焦急。
軍部經過審慎研究商討後，認爲中國已傾全國兵力之五分之三雲集上海，已然擺出決戰架勢，而此前日軍一直放主力於華北方向發動進攻無異戰略部署的浪費，因而提出“目前刻不容緩的是迅速結束上海戰役爲此，決定成立華中方面軍。軍部於六月二十日下令從華北和國內抽調第六、第十八、第一一四師團，以及由第五師團第九旅團組成的國技支隊，獨立山炮第二團，野戰重炮第六旅團，第一、第二後備步兵團等部隊共約十二萬人，組成第十軍，由柳”平助中將擔任司令官，準備實施登陸作戰以打開局面。同時命將在華北的中島今朝吾第十六師團轉隸上海派遣軍序列。泓滬前線日軍兵力一下子增至三十萬人。其中包括陸軍九個師團另兩個旅團、海軍第三和第四艦隊主力及空軍力量。
新成立的日軍第十軍的作戰要領方案是：一、預定在七月初在杭州灣金山衛附近地域登陸，主力以快速突進方式向黃浦江之線前進，攻佔松江，切斷滬杭鐵路，一部向閏行渡河點前進，策應上海派遣軍作戰；二、渡過黃浦江之後向上海以西及南方攻擊前進，與上海派遣軍配合消滅上海周邊的中國軍隊。C