与此同时，日本政府陆续向上海增派军舰和海军陆战队。很快，日军就在上海集结了二十三艘军舰，四十多架飞机，海军陆战队一千八百多人，武装日本侨民三四千人，分布在日租界和黄浦江上。
  日本人在上海暴行不断，日本驻上海的领事反而向上海市政府抗议，要求道歉、惩凶、赔偿和取缔抗日运动，而对中国方面提出的抗议置之不理。日本人迫使上海市市长吴铁城下令取消上海各界抗日救国会，进而将凡是有“抗日”字样的各种团体一律解散。日军对国民党政府的退让还不满足，向中国政府发出新的通牒。
  日军的通牒只是做做样子，他们根本无意于等待中国方面答复，在通牒发出一个小时后，就命令海军陆战队向闸北的中国驻军阵地发起猛攻。
  宁为玉碎而荣死，不为瓦全而偷生(1)
  “宁为玉碎而荣死，不为瓦全而偷生。”
  “一·二八”事变爆发时，日军所面对的中国守军，是国民党军队中具有爱国思想的第十九路军，由蒋光鼐、蔡廷锴和戴戟统率。
  1930年12月，蒋介石发动“围剿”红军的反共内战，把第十九路军调到江西“剿共”前线。“九一八”事变后，共产党和红军提出“中国人不打中国人”、“枪口一致对外”，第十九路军受到正义的感召，在江西赣州集体宣誓反对内战，团结抗日。
  不久，第十九路军被调到南京和上海一带担任防卫。全军三万多人，决心“为中华民族图生存，为中国军人争人格”。一些部队的驻地靠近日军营房，彼此可以望见。官兵们故意让日军看见他们举行野外演习，要让日军知道，中国军队是不怕日本侵略军的。
  但是，第十九路军的作战准备很不充分。他们连军饷都领不到，要备战也是心有余而力不足。
  第十九路军军长蔡廷锴是广东人，年方四十，血气方刚。他自小景仰清末抗法英雄刘永福，在偶像指引下成为一名骁勇善战的军人。“一·二八”战争爆发前五天，他在军官会议上说：“日本人这几天处处都在向我们寻衅，处处都在压迫我们，商店被其捣毁，人们被其侮辱，并加派兵船和航空母舰来沪，大有占据上海的企图。我最近同戴司令一再商量，觉得实在忍不下去，所以下了决心，就是决心去死。但死也要有死的方法，所以今天召集大家来研究。”
  警备司令戴戟是安徽人，时年三十七岁，早年参加过蔡锷的讨袁护国军，北伐战争中是第四军的三虎将之一。他对蒋介石的所作所为，早已感到失望，对不抵抗主义更为反感。蔡廷锴发言后，他接着说：“天下兴亡，匹夫有责。成败何足计，生死何足论。我辈只有尽军人守土御侮的天职，与倭奴一决死战！”
  总指挥蒋光鼐的家乡就是林则徐销烟的虎门，他年轻时曾担任孙中山大元帅府警卫团的营长。在蒋介石组织对红军的前三次“围剿”中，他不愿攻打红军，称病不出。这位一心抗日的总指挥在散会前说：“从物质方面说，我们当远不如敌。但我们有万众一心的精诚，就可以打开一条必胜之路。何况我们还有两三万人，真不能挽救中国吗？”
  第二天，蒋光鼐和蔡廷锴等人向全国发出抗日通电。接着，他们在苏州花园饭店举行紧急会议，与会的高级将领们一致表示拥护团结抗日，反对南京政府的不抵抗主义。
  1932年1月28日深夜，日军不宣而战。11点20分，日军几十名海军陆战队员乘坐摩托车，占领了淞沪铁路上的天通庵车站，切断了闸北守军和友军的联络。11点半，鲛岛大佐指挥一千六百多名日军，由二十多辆装甲车引导，得到炮火支援，在闸北宝山路、青云路等多个路口，向第十九路军阵地进攻。守军第七十八师第一五六旅依照总部密令，奋起反击。蒋介石派来为了接防并阻止抗战的宪兵第六团，面对日军的突然袭击，也奋起抵抗。敌我双方展开激烈巷战。
  蒋光鼐、蔡廷锴和戴戟接到报告，星夜步行，赶到真如车站，设立临时指挥部，命令后方部队迅速向上海推进。
  战争打响半小时，枪声更加密集。第一五六旅官兵初次遭遇日军，愤怒地高喊：“狠狠地揍他们！绝不让敌人占便宜！”
  日军装甲车突然停下，接着又猛冲过来。守军等待着日军接近，突然，手榴弹雨点一般向装甲车飞去，爆炸的巨响震耳欲聋，烟尘四处飞腾。日军装甲车连忙掉头逃跑。守军的机枪怒吼起来，扫射日军步兵，刹那间，阵地前面倒下一排排日军尸体。第一五六旅的战报报道：“毙敌三百余人，伤数百人。”
  年近四十的广东人翁照垣，率领第一五六旅三千多名官兵坚守阵地，组织敢死队和大刀队重创日军。翁旅长后来写了《“一·二八”淞沪血战史》一书，说他手下官兵同日军初次交战时，他就发现士兵的勇敢不可思议。班长潘德章在日军装甲车冲锋时，沉着地用机枪扫射，打死几十名日军。他左臂中弹，继续射击，把日军打退。上等兵伍培、伍全兄弟俩，左冲右杀，刺死十几名日军，寡不敌众，光荣牺牲。副连长谭绍平和上士张桂林，击毙十几名日军，带伤向日军反冲锋，在日军炮火下以身殉国。
  天亮以后，日军仗着有装甲车掩护，不断冲向守军，日军战机从航空母舰起飞，对闸北和南市一带狂轰滥炸，战火迅速蔓延。翁照垣旅组织敢死队潜伏起来，用集束手榴弹炸毁日军装甲车。他们没有丢失阵地，还在炮火掩护下找机会发动反击。日军遭到顽强抵抗，惊呼“战斗极为激烈”，“市街到处起火，火焰漫天，战场极为凄惨”。
  上海北站及商务印书馆两处发生大火，日军趁机猛攻北站，守军顽强抵抗一小时，放弃北站阵地。下午5点，翁照垣旅主力发动反击，夺回北站及天通庵车站，乘胜追击，攻占日军上海陆战队司令部，迫使日军撤退，日军的首次进攻以失败而告终。日军要求停战，第十九路军同意了日军的要求。
  日军叫停是为了增兵。他们用三艘巡洋舰、四艘驱逐舰和两艘航空母舰，将五千名陆战队运到上海登陆，长江一带原有的日本海军和新增调的舰船编成第三舰队，由海军中将野村吉三郎统一指挥，开到上海附近水面。
  宁为玉碎而荣死，不为瓦全而偷生(2)
  第十九路军赶紧调整部署，将驻扎在镇江以东的第六十师调到南翔和真如一带，将第六十一师调到上海。原驻上海的第七十八师全部开往前线，增强防御力量。
  2月3日，日军出尔反尔，再次向闸北进攻，同时动用二十多艘军舰和十多架飞机，轰击吴淞炮台。日军的轰炸有一些确定的目标，因为在日军发动“一·二八”事变的当晚，川岛芳子只身潜入吴淞炮台，查清了炮台的火力配置，给日军送去了情报。
  日军的第二次进攻，仍然有装甲车掩护。他们占领了可以扼守要地的屋顶，架起机枪，向守军阵地射击，还把手榴弹从高处扔下，炸毁防御工事。守军处境艰难，仍然寸步不让。他们也扔手榴弹，和日军拼刺刀。一声声轰然巨响，双方官兵都在爆炸中粉身碎骨。
  中国军队拼死搏杀，仍然挡不住钢铁的装甲车。日军突破阵地，将守军切断为两截。守军迎头反攻，把手榴弹扔向日军。他们愿意舍身成仁，只求炸毁那些该死的装甲车！日军胆敢冲上来，守军便和他们拼刺刀。中国军人视死如归，日军躲在装甲车后面缩成一团，不敢前进。守军一次连续炸毁日军装甲车五辆，打退日军的冲锋。翁照垣旅伤亡严重，上级派第一二○旅接防。
  日军连连失利，不甘心失败，发动第一次总攻击，几千人分三路会攻闸北，几百人攻击八字桥。第十九路军顽强抵抗，迫使日军承认“进展不易”，只好撤回出发阵地。
  第二天，日军企图在吴淞方面取得突破，出动十三艘军舰和二十四架飞机，猛烈轰击吴淞要塞，炸毁炮台六座，炮台守备营被迫后撤，日军乘机在要塞登陆。翁照垣旅迅速增援吴淞，将日军击退。这一天，守军歼灭了江湾日军一个联队。守军乘胜反击，各线激战长达九小时，日军再次失败。
  第三天，日军再次进攻闸北，第十九路军顽强抵抗，阵地失而复得。日本海军陆战队指挥官认为，守军后方阵地很坚固，如果不付出较大代价，是难以攻破的。于是，日军停止进攻，撤回原阵地。
  日军的第一次总攻被守军粉碎了，曾经扬言四个小时就可以占领上海的日军总指挥盐泽幸一，由于指挥进攻失败，被撤消职务，并领命回国。对于这件事，美国记者埃德加·斯诺评论道：
  在现代，恐怕没有其他海军司令像盐泽上将（应为少将）这样，在他被免去在上海的高级指挥权以前的几天里，接二连三地犯这么多错误。这都是由于他一开始就低估了敌方的士气和力量。他把整个战役建立在一种迷信上，似乎只要一挥动日本国旗，中国军队就会落荒而逃。
  他在他的最后通牒被全盘接受之后发动战事，首先就违反了国际法。他以租界作为进攻中国人的基地，破坏了租界的传统地位。他没有预先警告非战斗人员就轰炸一个人口稠密的城市，违背了国际惯例。而且他公开对华开战，自然是撕毁了一切国际和平条约。
  淞沪抗战爆发后，中国共产党在上海通过工会和学生会，动员市民支持第十九路军抗战。