淞沪战场方面，10月23日，日军以重兵直趋真太公路，威逼大场左翼。刘行方面日军，渡过蕰藻浜后攻向大场以西塔河桥，我军第18师朱耀华、第26师刘雨卿、第67师黄维等部经过艰苦抗击，阻住日军攻势。此时，中国军队从大场东面，经大场、市中心向东北形成一半圆形阵线，绕于江湾以北。庙行、大场位置突出，遂成日军眼中钉，日军调集各种火炮、飞机集中猛烈轰击，方圆数里，几为焦土。日军接着又以40余辆战车为前导，掩护步兵夺占胡家桥、塔河桥、走马塘等处阵地。守军为保存实力向南翼转移，大场失守。
大场丢失全线撼动，塞克特防线实际上已被突破。第三战区只得作出放弃北站——江湾阵地之举。中央军部队撤退到苏州河南岸，左翼军也奉命转移，至10月28日，中国军队退入浏河、沈家桥、朝王庙、徐家行、广福、陈家行、江桥、北新泾至梵王渡一线的第二期既设防御阵地，新防线长达35公里。
中国军队虽处于被动地位，一再后撤，但仍控制上海，这无疑是与日本当初的判断和盘算背道而驰的。日本统帅部决定将战略重点转向华中、华东。为此，决定成立华中方面军，日军统帅部还于10月20日下令从华北和国内抽调第6、第18、第114师团，国崎支队（第5师团第9旅团），独立山炮第2团，野战重炮第6旅，第1、第2后备步兵团等部队共约12万人，组成第10军，由柳川平助中将担任司令官，准备实施登陆作战以打开局面。同时命将在华北的中岛今朝吾第16师团转隶上海派遣军序列，淞沪前线日军兵力至此增至27万人。其中包括陆军9个师团另2个旅团、海军第3和第4舰队主力及空军力量。
就在敌人大举调兵遣将、即将大兵压境之际，老蒋却又深陷于列强干涉制止日本侵略的希望中，并宣布撤销撤退命令，各部队坚守原先阵地。短短时间内命令两次反复，使得中国守军士气大受影响，队伍秩序开始出现混乱。
11月5日拂晓，日本新组建第10军在柳川平助指挥下，由舰队护送在杭州湾金山卫附近之漕泾镇、全公亭、金丝娘桥等处突然登陆，包抄淞沪中国军队防线南方的背后。因老蒋一直认为日军全力进攻上海正面，不会有从杭州湾登陆的可能，故在战事趋于激烈、兵源枯竭之时，将防守杭州湾的部队一一投入前方战场，到日军登陆时，在杭州湾北岸从全公亭至乍浦几十公里长的海岸线上，仅有陶广第62师的2个步兵连、炮兵第2旅2团6连及少数地方武装防守，遂迅速被日军击溃。
日军登陆成功后，上海派遣军与第10军合编成立华中方面军，由松井石根统一指挥，日大本营规定其作战地域为联结苏州——嘉兴一线以东，任务以挫伤敌之战斗意志，获得以结束战局为目地，与海军协同消灭上海附近的敌人。第6、第18师团按照预先部署，分别向松江、沪杭铁路扑去。
日军第10军突然在杭州湾登陆，企图包抄淞沪前线我军后路，致使我淞沪前线的几十万大军有陷入日军包围的危险。老蒋得到消息之后，立刻命令淞沪战场前敌指挥官陈诚作出应变处置。陈诚立刻命令前线各部队开始撤退，同时命令刚刚赶到的第67军火速赶赴松江，挡住日军的进攻，为前线主力部队撤退争取足够的时间，当时司令部给第67军下达的命令是，死守松江三日。
由于事发突然，部队毫无准备就仓促撤退，导致阵脚大乱，不少集团军都不知所属军、师长现在何处。本来可以事先有序的撤退，却由于老蒋的犹豫，和前线一些将领的失职，导致全线溃败。