关于上海战役指挥问题，有人认为陈毅参加了具体指挥。主要依据是：此时陈毅已被任命为第三野战军司令员兼政委，粟裕不再任代司令员兼政委，而是第三野战军第一副司令员兼第二副政委，加之有些战役命令陈毅也署名，并在战役期间作出了一些重要指示。故而认为陈毅是事实上的指挥。帅克认为，这种说法是值得商榷的。
首先，对一场战役的指挥，通常包括战前的战役筹划、战时的实时指挥控制等。而根据中央军委和总前委的指示，上海战役主要由三野前指负责组织筹划和指挥（粟裕一直任三野前委书记）。当时，陈毅和邓小平、饶漱石等则一直坐阵于丹阳，以总前委的名义实施战略层面上的统筹指挥。
粟裕和参谋长张震是于1949年5月7日将围攻上海的作战部署呈报给中央军委和总前委的。中央军委于8日复电同意。同日，粟裕即率三野指挥机关进驻苏州。10日，发出《第三野战军淞沪战役作战命令》。12日，上海战役正式打响。
针对上海战役外围战斗打得激烈残酷，伤亡较大的实际，粟裕和张震于16日给部队发了一道关于攻击永久设防阵地的战术指示，指出敌守备特点及我应采取的对策，各攻击部队据此调整部署改变打法，加快了攻坚步伐。
5月21日，以三野司令员兼政委陈毅、副司令员兼第二副政委粟裕、第一副政委谭震林、参谋长张震的名义，下达了对上海的总攻击令。此时陈毅和谭震林两人分别在丹阳和杭州。实际上是由粟裕、张震起草下达的命令。中央军委于22日复电同意粟裕的攻击命令。
在战役期间，陈毅和饶漱石等一直在丹阳，主要是筹划上海市接管等有关事宜。据《陈毅传》和《陈毅年谱》记载，陈毅和饶漱石是于5月25日从丹阳乘火车先到的苏州，26日晚抵达上海的。此时，上海战役已基本结束，主要是和守将刘昌义的谈判问题（此时汤恩伯已逃）。在战役的后期，陈毅曾于23日给有的军长打过电话，要求他们“注意军政全胜，尽量减少上海人民的损失”。陈毅的这些指示，严格来讲，只能算是战场上的指示要求，算不上具体的指挥。
再看《粟裕军事文集》，上海战役期间关于对上对下的作战往来电报，主要是他和张震与中央军委及各部队之间的往来电报，每封电报同时报总前委。据《第三野战军京沪杭战役阵中日记》记载：仅5月25日一天之内，粟裕就对9、10两兵团的作战发出3次具体指示。
综上，上海战役的具体组织指挥是清楚明确的，那就是在中央军委和总前委的统一领导下，由三野前委书记、副司令员粟裕和参谋长张震具体负责指挥的。
上海战役结束的第二天，即28日下午2时，陈毅以上海市首任市长的身份，率领军管会所属军事、政治、财经、文教等各接管委员会的主要干部，走向了市府大厦，正式接管市政府。上海从此开启了新的一页。