日本在东北站稳脚跟后，按照田中所言：“如欲征服世界，必先征服中国”的思想，加快了日军全面侵华的步伐。
上海是中国最大的城市，中国的经济、金融中心，当时世界第五、中国最大的军港，不仅是进入江浙地区的海上门户，也是溯长江进入我国内地的水上咽喉。控制上海，则可沿长江上行，对华北、华中均可构成极大的战略威胁。
九一八事变后，日本不断向上海增兵，企图在中国中部建立新的侵略基地。1932年1月28日，日本侵略军悍然进攻上海闸北，一二八事变爆发。驻守上海的国民革命军第19路军总指挥蒋光鼐、军长蔡廷锴通电全国，“尺地寸草，不能放弃”，不畏强暴，奋起抵抗，苦战33天，战斗一百多次，迫使日军三易其帅，损失万余。但最后日本还是凭借《淞沪停战协定》，获得了日军在上海的留驻权，而中国军队不能在上海周围驻守设防。
1933年1月至5月，日军侵入长城各口，侵占热河。凭借《塘沽协定》，日本打开了侵略华北、直取平津通道。从此其对华侵略进入到一个新的阶段。
1936年，日军在华北集结，并在西自成都，东到上海，南至北海的辽阔区域内进行骚扰、挑衅，日军军舰长驱驶入青岛、上海和长江各口，大有鲸吞中国之势。
1937年7月7日，日军向宛平城射击并炮轰卢沟桥，终于发动了全面侵华战争。
七七事变后，日本在上海的行动，咄咄逼人。8月初正在台湾参加演习的日海军第3舰队突然中止既定任务，司令长官长谷川清奉命做侵略上海的兵力部署；驻沪日本各种军事人员都被动员起来了，日夜举行演习；与此同时，日本国内也已全面动员正式陆军，待命出动。针对这一局势，国民政府同意张治中的建议，决定一旦判明日军即将进攻凇沪，应采取“由我先发制敌”战略。南京最高军事当局开始调各地军队和物资往京（南京）沪一带，以备开战。
8月13日拂晓前，张治中决定完成对虹口、杨树浦日军据点的攻击准备，趁敌措手不及之时，一举将上海拿下。但突然接到南京统帅部不得进攻的命令，计划夭折。是日，驻沪日军在八字桥一带向中国士兵开枪。第二天，中国军队正式开始反击，举世瞩目的凇沪会战序幕就此拉开。
淞沪会战大体分三个阶段。
第一阶段，8月13日至9月17日。我方采取进攻态势，猛烈攻击日军在沪据点，阻击敌后援部队沿江登陆。
第二阶段，9月18日至11月4日，是敌我相持阶段，双方在刘（行）罗（店）公路、蕴藻浜、大场地区及苏州河沿岸开展剧烈战斗。
第三阶段，11月5日至11月中旬。11月5日，日军一部从杭州湾登陆，迂回侧后合围上海，淞沪地区守军侧背受敌，有被围歼的威胁，第3战区司令长官部于11月8日下令全军撤离淞沪地区，转入南京保卫战。至此，上海除租界“孤岛”外，全部沦陷，历时3个月的淞沪抗战随之结束。
会战中，中国方面先后共投放20个军、50余个师，加上中央军校教导总队、税警总团和部分地方保安团队，共计70多万兵力，伤亡20余万。日本方面先后投入海军陆战队和陆军部队14个半师团，共约28万人，动用军舰三四十艘，战车三四百辆，飞机400余架，伤亡5万多人。3个月里，百万军队鏖战淞沪，大上海成为硝烟弥漫、战火纷飞的抗敌沙场。
罗店，位于上海西北郊外的普通小镇，人口不过数千，但居凇沪战场各战略要地的中间，它的得失将直接关系到整个战役的走向。双方不惜重兵投入反复争夺，造成拉锯之势，双方各死亡9000余人，日军称罗店是个血肉磨坊。
9月1日，日军以宝山城为中心目标实施全线进攻，5日，3营已陷入了日军的重重包围之中。当晚，师部派通信兵穿越封锁线进入宝山城传达命令，要3营死守宝山，等待援军。营长姚子青代表全营表示：誓死守卫宝山城，与敌人决一死战。姚子青又向师部发电：“职营官兵均抱与敌偕亡之决心”，“一息尚存，奋斗到底！”6日，日军再次猛攻宝山，先用大炮猛轰城垣，然后步兵在坦克和飞机掩护下从城东、南、北三面纷纷拥入。7日，姚子青营从城墙上撤下，与敌人在内城展开激烈巷战。但孤立无援的3营难以阻止占优势敌军的打击，城中工事逐渐被日军全部占领。
从9月末到10月所进行在蕴藻浜区域的作战，其炽烈和残酷程度都达到了极点。“死守”成了作战的唯一目的，部队一上火线，除了重伤或战死，无论将校士兵，都不得稍离，除非上级指挥机关下令调防，必须与阵地共存亡。据一般估算，在这20多天里，中国军队平均每天伤亡接近5000人左右。西北军第32师进入阵地时，有15个营，8000人上下。上阵2天，营长以下军官牺牲殆尽，8000名战斗兵员损失达3500人左右。湖南部队第77师的1个团进入阵地14日，3个营长阵亡2人，15个连长伤亡14人，全团士兵生还的只剩500余人。
参与淞沪会战的70万部队，有所谓的蒋介石的嫡系部队，也有来自四川、广西、湖南、陕西等地的地方军。不少地方军曾经是军阀战争的积极参与者，与蒋介石政权矛盾重重。然而当日军魔爪蹂躏中华时，他们朝命夕至，闻义赴难，唯国民政府马首是瞻，表现出中华民族的空前团结。
淞沪会战，中国军队歼敌5万余人，但付出了伤亡20余万人的代价，是八年抗战中牺牲最大，战斗最惨的一个战役。中国军队在淞沪战场上的英勇抗敌，赢得了国际社会的广泛赞誉。如英国《泰晤士报》评论：淞沪一役，“已造成中国堪称军事国家之荣誉，此前所未闻者”，“华军已从滑稽故事之迷雾中，脱颖而出”。淞沪抗战保卫了中华民族的尊严。