開始時，參加作戰的日軍是海軍第3艦隊，司令官為長谷川清中将，旗艦為“出雲”号。
指揮的部隊有：第10戰隊（2艘巡洋艦、3艘驅逐艦）、第11戰隊（1艘驅逐艦、1艘敷設艦、7艘炮艇，均為适應長江作戰的淺水艦艇）、第5水雷隊（1艘巡洋艦。
5艘驅逐艦），第8戰隊（1艘輕巡洋艦、3艘驅逐艦）、第1水雷戰隊（1艘輕巡洋艦、6艘驅逐艦）、上海特别陸戰隊（5個大隊，另配屬佐世保第1和吳港第2特别陸戰隊，每隊540人，編制有步兵中隊及工兵、通信、機槍小隊，還配屬有輕型坦克、輕裝甲車、山炮、野炮和高射炮）、海軍航空兵第1聯合航空隊（戰鬥機14架，攻擊機38架）、第1航空戰隊（戰鬥機21架、轟炸機12架、攻擊機29架）、第2航空戰隊（戰鬥機12架、轟炸機12架、攻擊機18架）。
總計兵力約1萬餘人，作戰軍艦約30艘，作戰飛機100餘架。
淞滬會戰開始時，參加作戰的中國軍隊主要是第9集團軍（8月12日，京滬警備司令部撤銷，所屬部隊改編為第9集團軍，仍由張治中任總司令），轄第87、第88、第56師、獨立第2旅、第57師第169旅、上海保安總團、上海警察總隊、炮兵第3、第8、第10團。
第87、第88師原為德國顧問訓練之教導1師2個旅，1936年改編為調整師，武器裝備齊全，官兵素質良好。
師轄步兵2個旅、每旅步兵2個團，直屬分隊有騎兵連、炮兵營、工兵營、通信兵營，辎重兵營、衛生隊、特務連，全師10923人，步騎槍3800支，輕重機槍328挺，各式火炮與迫擊炮46門，擲彈筒243具，第88師還有戰車防禦炮1個連（6門）。
第56師為整理師，編制單位與調整師基本相同，唯人員裝備稍少。
全師8170人。
總計兵力陸軍約5萬人。
在成立第9集團軍的同時，8月13日，蘇浙邊區公署改編為第8集團軍，轄第61、第55、第57、第62師，獨立45旅，炮兵第2旅（欠第3團），與第9集團軍協同作戰，兩集團軍作戰地境以蘇州河至南站之線為界，北為第9集團軍，南為第8集團軍。
8月13日，上海日軍與中國軍交火。
14比日本内閣會議決定放棄“不擴大方針”，于15日1時10分發表由陸相杉山起草的日本政府聲明，決定以武力“膺懲中國軍隊”，要求中國“根絕抗日運動……并取得日、滿、華三國融和提攜之實效”，即承認僞滿洲國。
15日，日軍參謀本部下達編組上海派遣軍和賦予其作戰任務的臨參字第73号命令，令“上海派遣軍與海軍階同消滅上海附近的敵人，占領上海及其北面地區的重要地帶”。
上海派遣軍的戰鬥序列是：司令官松井石根大将，下轄第3師團（藤田井，轄步兵第5、第29旅團及騎，炮、工、辎各1個聯隊）、第11師團（山室宗武，轄步兵第22旅團、第10旅團之1個聯隊及騎，炮、工、辎各1個聯隊）。
派遣軍直轄部隊有：重炮兵、工兵各1個聯隊，機槍、戰車、迫擊炮、攻城重炮、高射炮各1個大隊及輕裝甲車1個中隊、飛行中隊等。
16日，參謀總長根據《參謀本部與軍令部的協定》、《陸、海軍關于華中作戰的航空規定》下達指示，規定“上海派遣軍司令官和第3艦隊司令官是協同關系，登陸的陸軍部隊和海軍特别陸戰隊在戰鬥期間由先任指揮官統一指揮”，“殲滅華中方面的敵航空力量主要由海軍擔任”，同時令派遣軍“以一個精銳兵團在浏河鎮方面登陸，以主力在吳淞方面登陸，擊敗當面之敵後，占領上海及其以北的重要地帶”。
8月13日下午，八字橋附近日軍向中國軍隊實施炮火急襲後，張治中緻電軍事委員會，請示“究應如何處置”。
軍事委員會于當夜指示：“令張司令官明拂曉攻擊”。
同時告知，已“令空軍明日出動轟炸，令海軍封鎖江陰”，并令正由武漢向石家莊運輸中的第18軍（第11、第14、第67師）“轉向蘇州輸送”。
8月14日晨，中國空軍開始空襲行動。
但第9集團軍于15時方開始進攻。
戰鬥極為激烈，第88師第64旅旅長黃梅興陣亡，官兵傷亡1000餘人，僅第527團即犧牲連長7人。
至日沒時，全線進展均不大。
當晚，張治中接軍委會電令：“今晚不可進攻，另候後命。
”15、16兩日，奉令作攻擊準備，沒有實施全線進攻。
防守豐田紗廠的日軍，乘機撤回其司令部。
為迫近日海軍陸戰隊司令部、以作總攻準備，第87師和第88師仍組織突擊隊向油漆公司，愛國女校方面日軍攻擊。
16日1時許，攻擊開始。
激戰10小時，多次突破日軍陣地，第87師突擊隊一度突至日海軍俱樂部。
日海軍特别陸戰隊司令官大川内傳七急令戰車隊及第8戰隊陸戰隊等增援，方阻止住中國軍隊的攻勢。
兩師占領五洲公墓、愛國女校及粵東中學等據點。
長備川清于16日11時，19時和當夜，三次向海軍中央部求援。
日海軍當即令正在旅順待機，準備派往青島的橫須賀和吳港的2個特别陸戰隊約1400人增援上海。
為在日援軍登陸前擊殲上海日軍，16日晚，中國大本營令第9集團軍發起總攻，17日5時，攻擊開始。
本來計劃“遇隙突人，不在攻堅”，但因敵情不明，日軍早将所有通路以“堅固障礙物阻塞，并以戰車為活動堡壘”，于是“不得不對各點目标實施強攻”。
激戰終日，擊退日軍多次反擊，但因日軍工事堅固，炮兵射擊效果很不理想，進展極微，8月18日，蔣介石已接到英、美、法三國政府提出将上海作為中立區，中日雙方軍隊撤出上海的建議，并得知本日将由英國駐日代理大使德斯向日本政府提出，因而，再次令張治中暫停進攻。
同時命陳誠去上海視察情況。
8月19日，日本政府拒絕将上海作為中立區的三國建議，蔣介石下令第9集團軍再次發動進攻，并任命陳誠為第3戰區前敵總指揮。
17時左右，第87師一