日海軍屢戰(zhàn)屢敗，外務(wù)省官員認為：“僅靠海軍是不可能的，此時陸軍如不出兵，是解決不了問題的?！?sup>[1]為此，重光葵2月1日親自執(zhí)筆，電請政府立即派足夠的陸軍援滬。2日，日本內(nèi)閣召開會議，決定將第九師團(師團長為植田謙吉)按戰(zhàn)時編制調(diào)往上海。為緊急赴援，先將距離較近的第二十四混成旅團分乘數(shù)艘驅(qū)逐艦調(diào)來上海。將自上海至南部中國海岸的一切日本海軍組成第三艦隊，任命野村吉三郎中將為司令官，代替鹽澤指揮上海戰(zhàn)事，鹽澤率領(lǐng)的第一遣外艦隊歸其指揮。第三艦隊配屬有航空母艦、戰(zhàn)艦和驅(qū)逐艦四十九艘，野村乘旗艦“出云號”6日駛達上海。原在滬陸戰(zhàn)隊指揮官鮫島具重奉命回國，由海軍少將植松煉磨繼任。自5日至7日，第二十四混成旅團約一萬人分批到達上海。我方也在調(diào)集援軍。6日，軍政部電令第八十八師(缺一團)和第八十七師第二六一旅增援上海，歸十九路軍指揮。7日，第二六一旅午前全部集中昆山，第八十八師(缺一團)進至南翔，獨立旅的兩個團集中虹橋。
野村因日軍不善巷戰(zhàn)，在閘北所受損失太大，故決定改變戰(zhàn)略，將吳淞作為進攻重點，先以海陸空軍會攻吳淞炮臺，限二十四小時內(nèi)攻下。其兵力部署為：第二十四混成旅團主力由張華浜攻擊吳淞，一部協(xié)同陸戰(zhàn)隊攻八字橋；陸戰(zhàn)隊余部仍攻閘北作為牽制。7日上午7時，二十四架日機沿淞滬鐵路線飛至吳淞，沿途偵察我軍陣地，并投擲大批炸彈。停泊在張華浜碼頭附近和吳淞對面三夾水等處的二十四艘日艦一齊向吳淞全線開炮，吳淞鎮(zhèn)成為一片瓦礫。張華浜附近也有日軍重炮八門集中火力向吳淞鎮(zhèn)和鐵橋頭一帶我軍陣地射擊。9時，陸軍二千余人分兩路出發(fā)：一路乘裝甲車和卡車由楊樹浦底沿軍工路開至張華浜；一路乘軍艦及鐵殼駁船由黃浦江駛至高橋浜，渡至張華浜糧米棧碼頭登岸。兩路會集后，猛撲蘊藻浜第一五六旅第四團第八連前哨陣地。因寡不敵眾，第八連傷亡過半。日軍乘機推進至蘊藻浜附近。第八連余部從蘊藻浜車站背后繞過車站前端一帶商店，在商店前用機關(guān)槍掃射日軍。日軍被截成兩段，以為中了我軍埋伏，紛紛潰逃，死傷六七百。另一部分日軍四千余人以江灣為主攻目標，并以一部分兵力對閘北、八字橋方面施行助攻，初以猛烈炮火轟擊第一二○旅陣地，繼之以裝甲車為前導，掩護步兵沖鋒。我軍沉著應(yīng)戰(zhàn)，待日軍進至近距離時展開肉搏戰(zhàn)，激戰(zhàn)數(shù)小時，日軍死傷慘重。
7日晚10時30分，蔣光鼐下令：第六十師擔任北站、閘北、江灣之線，以一部固守北站、閘北，主力集結(jié)于大場東北一帶地區(qū)，相機迎擊由浦江進犯之敵，左翼與翁旅切取聯(lián)絡(luò)；第七十八師除翁旅(欠第六團)死守吳淞外，其余在北新涇至真如之線，對中山路、曹家渡警戒；第六十一師以一團控制于羅店，派出一部至瀏河、小川沙一帶警戒江面，主力則應(yīng)于8日拂曉前集結(jié)于劉行至大場一帶地區(qū)。如瀏河方面無敵情時，則相機策應(yīng)第六十師；第八十八師(計三團)及八十七師第二六一旅(計二團)為總預備隊，位置于南翔、虹橋間；憲兵第六團擔任高昌廟、龍華一帶警戒。第八十八師獨立旅第二團擔任虹橋北新涇之線警戒，仍歸淞滬警備司令戴戟指揮^[2]。各部接令后于8日拂曉前部署完畢。
8日拂曉，日軍繼續(xù)向吳淞進攻，除原有兵力外，新增第二十四混成旅團六千余人。日軍向蘊藻浜猛沖，由日艦上起飛的飛機不停地轟炸吳淞。自拂曉至傍晚，日軍前后沖鋒十余次。我軍在戰(zhàn)壕中用機關(guān)槍手榴彈迎戰(zhàn)。戰(zhàn)斗激烈時，雙方發(fā)生肉搏，我軍大刀隊奮勇殺敵，日軍損失慘重。我軍還炸毀日裝甲車四輛。凌晨5時，七八百名日軍從小浜迂回，抄至距蘊藻浜西三里地的紀家橋，企圖偷渡，截斷我軍后路。正在搭浮橋時，我軍偵知，由小徑抄出襲擊，日軍驚慌失措，死逃各半。至11時，再派兵來攻，仍無法渡過。在江灣，上午8時日軍突然向屈家橋猛攻，打算由此進占江灣、大場，截斷吳淞和閘北之間的聯(lián)絡(luò)。日軍先用野炮轟擊，并由飛機轟炸。第一二○旅守備部隊為達到近戰(zhàn)殲敵的目的，佯裝后退，待日軍沖鋒至我設(shè)伏地點后展開肉搏，擊斃三百余名日軍，擊毀裝甲車兩輛。閘北方面，日軍中午12時由西寶興路進攻，我軍用迫擊炮機關(guān)槍抵御，雙方激戰(zhàn)兩小時，我軍佯退，待敵長驅(qū)直入后將其包圍，殺傷日軍七百余人。我軍還擊退了八字橋和虬江路日軍的進攻。是日十九路軍各部均依7日晚命令調(diào)整完部署。第二六一旅進至南翔。
在野村指揮下的日軍，經(jīng)過兩晝夜的激戰(zhàn)，毫無成效，且傷亡甚多，只得收集殘兵，企圖再戰(zhàn)。11日8時，日機八九架在閘北上空投彈，同時日軍向我全線陣地炮擊。下午5時30分，日軍數(shù)百人在裝甲車的掩護下向八字橋進攻，激戰(zhàn)一小時，被迫后退。晚8時，日軍在侵入天通庵、青云路我軍陣地時被打死二十余人。江灣方面，黃昏時日軍約千人分東、南、北三個方向包圍體育會路第一一九旅，晚8時爆發(fā)激戰(zhàn)。而持志大學附近的日軍也有數(shù)百人向沈家宅、八字橋猛攻，至晚10時始被擊退。是日，俞濟時率第八十八師的一部來到南翔。工兵、地雷各一隊和中央軍校炮兵一個連由南京調(diào)至前線。十九路軍總指揮部由真如移至南翔。
12日上午8時至12時，中日軍事當局同意閘北停戰(zhàn)四小時，以便救出難民。日軍乘機化裝成難民，三五人為一隊，分向閘北和江灣，沖入我軍陣地。閘北我軍早有防備，幸免暗算。在江灣，我軍開槍擊斃二十余名日軍，余敵逃散。停戰(zhàn)時間一過，日機即轟炸閘北。從下午4時起，日軍用大炮猛烈轟擊閘北。晚上9時，日軍數(shù)千人分三路由青云路、天通庵、八字橋向第六十師陣地攻擊，發(fā)生激戰(zhàn)。敵我雙方均用大炮掩護進攻，我軍打死打傷日軍二百余人，日軍全線撤退。吳淞方面，日軍清晨進攻紀家橋，正面用野炮及飛機掩護，向蘊藻浜沖擊，一面分兵抄至曹家橋偷襲第一二二旅。第一二二旅奮勇還擊。為牽制進攻紀家橋之敵，第一五六旅第四團令迫擊炮連和第三營用猛烈的炮火向蘊藻浜對岸的日軍射擊。日軍終被擊退。是日十九路軍總指揮部令第二六一旅開至嘉定，以一個團進駐羅店接替第六十一師第四團擔任的瀏河、小川沙防務(wù)；第六十一師擔任江灣亙廟行鎮(zhèn)沿蘊藻浜至吳淞的守備。第八十八師獨立旅附憲兵第六團(缺一營)及南市警察擔任南市龍華虹口亙北新涇的警戒，歸蔡廷鍇指揮。
13日上午，日軍三次在蘊藻浜架搭浮橋竹筏，希圖偷渡：第一次，4時30分在黑橋東偷渡，被我軍發(fā)覺擊退。第二次，7時借煙幕彈掩護，在南草庵前偷渡，我軍用機關(guān)槍向依周塘角掃射，逼退日軍。第三次，10時仍借煙幕彈掩護在紀家橋偷渡過河，至北岸曹家橋登陸，突破我軍防線。我軍第一五六旅從吳淞、第一二二旅從楊行、第二六一旅從劉行向曹家橋增援，將渡河日軍千余人三面包圍。日軍突圍數(shù)十次，均未成功。隔岸日軍用重炮轟擊援助，我軍奮勇還擊，雙方進行肉搏。下午4時后，偷渡過河的日軍死傷過半。血戰(zhàn)至9時40分，為我軍全殲。戰(zhàn)斗之猛烈，為開戰(zhàn)以來所未有。“肉搏繼續(xù)至十二小時，無一分鐘之停息”^[3]。是役，我軍傷亡一百余人，斃敵近一千余人。日軍渡河時落水溺斃者亦不少。日援軍第二十四混成旅團遭此重創(chuàng)，一蹶不振。閘北方面，日軍從上午8時起向我軍防線發(fā)起總攻，新民路、虬江路、天通庵路、青云路均有激戰(zhàn)，雙方各用大炮機槍攻擊，至晚9時從未間歇。日機整日在閘北投彈，被我軍擊落一架。激戰(zhàn)時，我炮兵曾炮擊北四川路日海軍陸戰(zhàn)隊司令部和吟桂路日本小學校內(nèi)日軍司令部。江灣方面：9時，日軍五六百人由萬國體育場、水電路方面向第一一九旅陣地進攻，戰(zhàn)斗一小時，日軍退走。10時，第一二一旅第一團與日軍小有接觸，敵旋退卻。
14日凌晨1時，日軍大隊至曹家橋?qū)Π?，企圖再次偷渡。第六十一師渡河應(yīng)戰(zhàn)，至10時將日軍擊退。日艦同時炮擊吳淞鎮(zhèn)。在張華浜，日軍13日曾向江灣北方的侯家木橋進襲，被擊退，14日拂曉再來襲擊，激戰(zhàn)數(shù)小時，仍不支而退。在閘北，日軍繼續(xù)進攻，戰(zhàn)斗頗為激烈。我軍挾13日曹家橋勝利之余威，上午7時由江灣派出第一一九旅第三團第二營五百余人，進攻侵入萬國體育場的日軍，激戰(zhàn)一小時后，三面包圍日軍，11時將日軍八百余人全殲。是日義勇軍、鐵血軍二百余人到吳淞鎮(zhèn)，歸翁照垣指揮。晚9時，第六十一師轉(zhuǎn)令其第一二一旅附小炮連工兵，應(yīng)速在原守備的江灣、小場廟、廟行鎮(zhèn)、蔡家宅之線星夜構(gòu)筑強固工事，嚴密布防；第一二二旅附山炮連小炮連，將蘊藻浜北岸由胡家莊至吳淞的守備區(qū)交第二六一旅接防，第一二二旅第六團接替第二六一旅羅店、瀏河、小川沙的警戒，第六十一師其余部隊限15日拂曉前開至胡家莊集結(jié)，為師預備隊。
野村到滬后，變更戰(zhàn)略，兩度攻擊均未得手。其進攻的主要目標為吳淞，但因吳淞口外停泊有英美軍艦，不能任意開炮，乃轉(zhuǎn)向炮臺后路的蘊藻浜進攻。7日、8日的猛攻未見成效；13日、14日的偷襲不僅毫無戰(zhàn)果，反而損失慘重。至此，野村的進攻計劃歸于失敗。