8月22日，双方开始逐街逐屋进行争夺，敌数次向第36师212团坚守的复旦大学图书馆阵地进攻，均被我击退。其间，第36师一度突破敌阵地，夺取了汇山码头，但因遭敌舰炮火阻击，又因敌便衣队和汉奸乘机纵火骚扰，部队前后隔绝，失去指挥，混乱中官兵死伤200余，被迫撤回唐山路原阵地。杨树浦大火冲天，烧了几天几夜。对日海军陆战队司令部及公大纱厂的攻击，因中国军队在战术上没有接近爆破技术，进攻未果，双方再次形成对峙状态。
8月22日，松井石根率领上海派遣军先遣部队第3、第11师团，和1个航空母舰战斗群，经过数天航行，于这日晚间浩浩荡荡增援至上海，23日晨，日军在狮子林、吴淞口击溃我江防部队，强行登陆成功，一部开进黄浦江，前去救援被困的日军，其后配有重炮与战车部队的日军不断上岸，并向吴淞、宝山、罗店、浏河之线攻击推进，淞沪战场形势突然发生逆转。
张治中是早上得知日军登陆的不利消息的，因为指挥部与各部队间联系的电话线已被炸断，心急如焚的他从传令兵手里一把抢过自行车，骑到江湾第87师师部，不顾满头大汗，火速部署抗登陆作战，他命令第36、第87、第88师、独立第20旅、上海保安总团和教导总队第2团由第87师师长王敬久统一指挥，继续围攻虹口、杨树浦正面之敌，第87师抽调1个旅支援吴淞，第98师、第11师向宝山、杨行、刘行、罗店一带驰援，坚决阻止上岸的日军。
日军重炮连续不断炮轰，飞机盘旋在空中配合肆虐，部队几乎无法行动，第11师师长彭善打来电话：“总司令，我们被炸得头都抬不起来，大天白日的，部队如何行动？“张治中一听火了：“不能抬头也得走，我可以从南翔冒炸走到江湾，你们就不能从江湾走到罗店吗？你给我带部队马上行动！“严令之下，彭善也没辙了，第33旅冒着敌机狂轰滥炸向罗店展开突击，趁敌立足未稳，击溃500日军，一举收复罗店。
中国军队这时也适时增添了援兵，新组成的第15集团军赶到。由军政部次长陈诚担任总司令（兼第三战区前敌总指挥）的该集团军，汇集了几支***中央军中的绝对主力，包括陈诚赖以起家的第18军（军长罗卓英），号称“天下第一军“的胡宗南第1军、俞济时的第74军（稍后编入。这个军就是后来孟良崮战役中全军覆没的整编第74师的前身）。刘和鼎的第39军战斗力稍差。蒋介石肯掏出家底子，不能不说此时他有了跟日本人玩命的意思。他蒋介石为求“和平“解决“冲突“，自“九.一八“以来一让再让、一忍再忍，日本人却不识好歹、步步紧逼，兔子急了还咬人，更何况他堂堂蒋委员长？8月24日18时，罗卓英向第18军所属部队发布进攻命令：第98师（附炮兵1个连）由刘行向宝山--狮子林之线攻击前进，主力保持于左；第11师（附炮兵1个连）由罗店及其西南地区向月浦、狮子林、石洞口之线攻击前进，攻占月浦、狮子林后，以主力由月浦镇向石洞口、川沙口攻击；第67师以1个旅协助刘尚志第56师守卫浏河阵地，主力控制于罗店，另以一部向沈家桥附近前进，掩护第11师左侧安全。
8月25日凌晨，第67师201旅在旅长蔡炳炎带领下奉命向陆家宅之日军第11师团一部3000余人发动攻击，士兵们勇猛冲击，一往无前，杀敌无算。未几，敌大队人马涌到，两军你来我往，好一场大厮杀。日军依然是重炮、飞机开路，步兵紧随其后冲锋，我抗日官兵殊死相拒，一时间，阵地上硝烟弥漫，枪炮声、喊杀声响彻天地。激战中，蔡炳炎旅长向全旅官兵立下军令：
“本旅将士，誓与阵地共存亡，前进者生，后退者死，其各凌遵！“
战至午后，全旅伤亡殆尽，402团团长李维藩及多数营、连、排长阵亡，蔡炳炎情急之下率领惟一的特务排和1个营杀入敌阵，正当此时，一发子弹飞来贯穿蔡旅长的胸部，当即倒下，牺牲之前兀自扬手高呼：“前进！前进！“
当晚9时，在南京的蒋介石闻丢失罗店，电令第18军军长罗卓英：
一、今晚必须收复罗店，占领罗店后，即在罗店附近构筑野战工事，一面在淑里桥、南长沟、封家沟构筑据点工事；
二、第11师、98师仍照预定目标攻击前进；
三、第14师留一团在太仓，一团在福山口构筑工事，主力今夜应向嘉定、罗店推进；
四、第61师在大场、杨行一带赶筑工事。
8月27日，战况更趋惨烈。当夜，罗卓英调集部队由月浦、新镇、罗店、蒲家庙之线继续向登陆日军冲击，日军主力第11师团以大炮、飞机、坦克应战，小小的罗店再度被炮声、杀声淹没，双方来回拉锯，反复冲杀。白天是日军逞威的时候，飞机、大炮、坦克齐上阵，把中国军队阵地前变成一片火海，守军只好退出阵地。夜晚则是我军大好反攻时机，趁着敌人优势装备无法发挥威力，一阵猛打撵出敌军，夺回白天丢失的阵地。日军进攻