1937年8月11日，上海闸北区的居民一觉醒来，发现街道上全是军服笔挺、威风凛凛的中国军队士兵，清一色的德式钢盔、德式枪械，一时间目瞪口呆，其错愕的表情后面，一则以喜，一则以忧……
所谓“一则以喜”，这要从1932年的“一二八抗战”说起。当年日本人借口“僧人被杀”事件对上海发起侵略，蔡廷锴、蒋光鼐率领的十九路军和张治中率领的第五军奋起抵抗，最终中日签订《淞沪抗战协定》。但战争虽然停止了，上海周边地区却被划为和平区，中国的军队不能入驻，这岂不是令国人气煞？如今推门一看，自己国家的军队不顾什么狗屁协定，一夜之间便齐刷刷地开了进来，老百姓怎能不感到扬眉吐气、不感到兴奋莫名呢？
那，“一则以忧”又怎么讲呢？不说大家也明白，这打仗嘛，难免生灵涂炭，祸及己身，何况这还是人口密集的城市区。子弹炮火都不长眼，真打起来，老百姓还是先退避三舍的好。于是乎，当天便有数十万百姓携家带口，从闸北区涌进了公共租界，以至于租界内的人口激增，并带动了房租、物价的暴涨……战争迫在眉睫！老百姓从来就没有离它这么近过。
中国军队突然进驻闸北后，日本人大惊失色，他们派出大量的军人戴着防毒面具，并令虹口区（日本租界）的所有商铺住宅都关门关窗，说是有大量军队要由兵舰登陆，以恫吓来虚张声势。在闹腾一夜后，又有数十万的虹口居民在次晨逃进公共租界，直到后来，居民们才知道这是日本人的缓兵之计，因为他们当时根本没有想到中国军队会先发制人。
8月13日，日本人送出一个最后通牒，声称只要“中国军队撤退，一切可以谈判”，其态度软化，也是因为他们尚没有做好准备。“七七事变”后，日军行动主要集中在华北，对华中、华东地区则采取紧急撤退侨民的措施，到8月份后，上海的日本租界里已经集中了数万侨民，另外还有3000多海军陆战队驻扎在虹口区。
中国军队抢先采取行动是由一个突发事件引起的，那就是8月9日的“大山勇夫”事件。大山勇夫是日本海军陆战队的一名中尉军官，他于当天带着水兵斋滕要藏驾驶摩托车来到虹桥机场并企图强行冲入，结果被守卫机场的中国保安队当场击毙。此事件发生后，日方要求撤退中国保安队、拆毁防御工事等无理要求，蒋介石接报后，随即下令向上海进军。
事实上，中国军队这次“先发制人”的行动并不是突然之举，早在7月30日，京沪警备司令张治中便向南京提出，如果上海情况异常，“似宜立于主动地位，首先发动”。蒋介石随后复电，“应由我先发制敌，但时机应待命令”，张治中将所部正规军化装为保安队进驻虹桥机场，便是未雨绸缪之举。
日方见中国军队这次来真格的，也是十分惊慌，因为他们当时在上海的兵力十分有限，而要从本土调兵的话至少需要一周的时间，这才会做出又是恫吓，又是谈判的反复之举。就在日方发出最后通牒的当天，进驻闸北区的中国军队精锐87师、88师便向日军发起了猛烈的攻击，战略意图就是要将日本在上海的兵力全部消灭。
战斗打响后，中国军队迅速攻入虹口，但日军在租界经营多年，早已修建了很多坚固的壁垒，加上停泊在黄浦江上日军舰艇的炮火支援，因而中国军队的进展并不快。开战没多久，88师264旅旅长黄梅兴便在战场上为国捐躯，所部伤亡近千人，足见战斗之激烈与残酷。次日，中国军队出动空军对日本舰艇、海军陆战队司令部、汇山码头等进行轰炸，海军也出动仅有的两艘鱼雷快艇，并将日本旗舰“出云”号炸伤，大大鼓舞了前线的士气。经过数日苦战之后，中国军队先后占领了沪江大学、五洲公墓、宝山桥、八字桥、日本海军俱乐部等要地，并将日军压缩在虹口与杨浦的黄浦江左岸狭窄地带。
但是，要想将日军彻底消灭也不是一件容易的事，因为参战的中国军队虽然都是德式军械，堪称中国第一流的军队，但因为严重缺乏重武器，因而日军得以负隅顽抗，等待后援。19日，与87师、88师渊源颇深的第36师（这三个师均由中央军校的教导总队扩编而来，长官为张治中）从西安被急调而来，并立刻投入左翼战斗。21日，中国军队攻入汇山码头，严重威胁到正在死守的日本海军陆战队。
尽管日军在战斗中损失严重，但中国军队的损失更大，最终未能彻底拔掉日军的据点、全歼在沪日军，而在23日，日本援军已经在松并石根的率领下，分别于吴淞口、川沙等地登陆，迫使中国军队将兵力北移，以堵截增援的日军。由此，虹口、杨浦之围便在无形中被化解。
蒋介石令中国军队在上海进攻日军，其中的一个战略意图便是希望英美等国卷入战争，但由于这些列强都处于观望态度，而日军对此也十分谨慎，尽管其一度误伤了美国的一艘巡逻艇，但随后便迅速赔偿了事。因此，蒋介石的意图并没有实现。
但是，这并不代表公共租界就绝对安全。就在中国军队与日军激战之时，日军飞机在南京路“大世界游乐场”扔下了一枚大炸弹，当场炸死了1000多人，伤者更是不计其数。“大世界”位于公共租界与虹口区的边缘地带，原本是人来人往的繁华中心，这下立刻变成了人间地狱。据当事人回忆，周边楼宇都被爆炸声震得摇晃了起来，很多人被震晕，过了好几分钟才清醒过来；等到睁眼一看，周围全是飞沙走雾，街上的人群惊慌得四处逃散，而炸弹爆炸的中心，更是被炸得面目全非，到处都是死尸和断手残臂，极其可怖。过了几十分钟后，前来寻找亲人的人哭声震天，而一排排完整或者不完整的尸体，还在地上淌着血，构成了公共租界当年最恐怖的画面。几天后，南京路先施公司门前也同样被炸，死伤人数也很多。
在日军登陆以后，双方在狮子林、月浦、新镇、罗店至浏河口一线（今宝山区一带，战线从闸北、杨浦扩散到上海郊区）形成对峙，在此期间，双方的后援部队源源不断地开来，中国军队这边有罗卓英的第15集团军、薛岳的第19集团军、上官云相的第11军团，张钫的第12军团，这四个部队与江防军组成左翼军，由陈诚担任总指挥；中路军方面，除了之前的87师（师长王敬久）、88师（师长孙元良）、36师（师长宋希濂，以上三人均为黄埔一期生，此阶段番号均上升为军），另外又开来了桂系的廖磊第21集团军、胡宗南的第17军团（此时中路军总指挥由朱绍良替换了张治中）；右翼军的压力稍小，除了桂永清的中央军校教导总队较有战斗力外，其余大都为暂编或杂牌部队。
在这一阶段，双方投入的兵力远远超过前期，战斗也比前一阶段更加激烈。正可谓“一寸山河一寸血”，国运相搏，寸土必争。守备宝山的第18军姚子青营，全营600余官兵在9月7日的战斗中全部殉国，秦庆武团在9月18日的战斗中全团殉难，其他参战部队的伤亡也大都接近一半，很多补充上来的新兵，官长甚至连他们叫什么都不知道，便在当晚的夜袭中为国捐躯（大部分中国军队的武器远不如日军，只能利用夜间和对地形的熟悉将白天失去的阵地夺回来），而正是这些无名英雄，用他们的血肉之躯铸造了中国的钢铁长城。
日军这边的消耗也很大，只好由国内继续增派第9师团、第13师团、第101师团及特种兵一部的重藤支队（台湾旅）前来参战，双方随后在罗店、蕴藻洪、大场镇等地展开激战，反复争夺。战斗进行到10月26日，大场镇被日军所夺，苏州河北岸的中路军腹背受敌，只得向上海北站与江湾间的阵地转移，这时的战斗已经开始向上海外围转移了。
在中国军队主力撤退后，只有一支小部队留了下来，这就是抗战史上著名的“八百壮士”。“八百壮士”其实是88师第524团第一营的官兵，对外称一个团800人，实则是一个加强营，官兵只有411人。当时南京方面决定让这样一支小部队继续留在闸北，主要也是向国际社会表明抗战决心并鼓舞士气，而“八百壮士”驻守的四行仓库位于苏州河北的西藏路桥，其建筑原本是上海四家银行（即金城、中南、大陆、盐业四银行）共同出资建设的仓库（建于1931年，占地0.3公顷，建筑面积2万平方米，屋宽64米，深54米，高25米，系一座钢筋混凝土结构的六层大厦，也是这一地块的高层建筑，非常坚固）。
第524团第一营的营长为杨瑞符，谢晋元为团附（对外称团长，原团长为韩宪元，后在南京保卫战中殉国），他们在接到命令后即率所部官兵411人入驻四行仓库并掩护大部队撤退。等到大部队都撤走后，四行仓库的西面、北面已被日军占领，东面、南面则为公共租界，四行仓库成为一个“孤岛”，而驻守的“八百壮士”也就成了名副其实的孤军。
“八百壮士”进入仓库不久，日军出动飞机坦克向四行仓库发起了猛烈的进攻，谢晋元、杨瑞符率领所部官兵顽强抵抗，屡创日军。在公共租界这一边，数以万计的民众不顾北岸日军的流弹四射，聚集在苏州河南岸，不断为官兵们加油鼓气，并利用夜间将食物等物品送过去，还有人用旗语向官兵们提供日军情报。10月28日黎明，女童子军杨慧敏冒着生命危险，将一面国旗裹在身上后冲过火线，献给了“八百壮士”，以表示对壮士们的崇高敬意。次日黎明，四行仓库的楼顶高高升起了一面国旗，隔河观望的民众激动得满脸泪花，无不拍手欢呼。
“八百壮士”的精神很快传遍了国内外，国际上的一些知名报纸纷纷报道了以“八百壮士”为代表的中中国军队队顽强抗战的英勇事迹，为中国的抗战事业赢得了国际舆论的支持。不久，《八百壮士之歌》（作词：桂涛声，作曲：夏之秋）也很快被创作出来了：
“中国不会亡，中国不会亡，你看那民族英雄谢团长；中国不会亡，中国不会亡，你看那八百壮士孤军奋守东战场。四方都是炮火，四方都是豺狼。宁愿死、不退让，宁愿死、不投降。八百壮士一条心，十万强敌不敢当。我们的行动伟烈，我们的气节豪壮。同胞们，起来！同胞们，起来！快快上战场，拿八百壮士做榜样。中国不会亡、中国不会亡、不会亡！”
由于事前被租界当局警告，日军对四行仓库的进攻也不敢过分使用重武器，但他们决不能容忍这种情况继续发生下去。这时，租界当局也害怕殃及自身，在各方协调下，“八百壮士”最后奉命退出四行仓库。经过四昼夜的血战之后，谢晋元、杨瑞符率剩余的300多名官兵于11月31日撤入公共租界。但令壮士们十分气愤的是，他们在进入租界后便被缴械，随后被羁留在胶州路的一个营地里，除了少部分官兵在营长杨瑞符的率领下归队外，其余官兵都一直被扣押在租界。1941年4月，几名被敌人收买的叛兵利用早操的时候将谢晋元刺死，噩耗传来，举国震惊，国民政府随后通令嘉奖，追赠其为陆军少将。谢晋元将军如今被安葬在宋庆龄陵园，每到清明，前去吊唁的民众络绎不绝。
中国军队撤至上海外围之后，日军大本营改变策略，其试图以速战速决的方式攻下国府南京，迫使国民政府投降，以尽快结束整个战争。11月5日至11日，日军从国内、华北、东北抽调大量部队在杭州湾登陆，试图迂回到中国军队的侧后并与在淞沪地区的日军形成包围圈，一举全歼中国军队主力。在这种情况下，蒋介石下令淞沪战区各部队迅速后撤，浦东、松江等地的中国军队也全部撤往后方。由此，上海除了公共租界外全部沦陷，淞沪战役结束。
淞沪战役共历时3个月，在一个窄小的江南水网地区，双方投入了近百万军队厮杀，其中日军参战兵力为20余万，伤亡4万多；中国参战兵力为60余万，伤亡近16万，双方的伤亡率为1：4，这与中国军队的武器装备、训练指挥等方面是有直接关系的。当时中国军队最精锐的部队（譬如87师、88师），可能只相当于日本的一个二流师团，就整体实力而言，中国军队是明显要差于日军的。
但是，中国军队士兵在国难面前所进发出来的爱国热情和顽强精神足以垂范千古，正是因为他们的浴血奋战，最终迫使日军转移了战略主攻方向，“三个月灭亡中国”更是被证明为一场迷梦。
从历史上来看，如果任由强敌由北攻南、从容实施既定战略的话，南方政权几无胜利的可能，如蒙古灭宋、清兵入关，都证明了这点。从战略意图上来，蒋介石将中国军队主力放在江南（上海）这样水网交错的地带牵制敌军并将其拖入泥潭，比在华北大平原与日军进行主力决战要来得高明，因为在北方这种开阔地带，中国军队在日军机械化的野战部队面前毫无优势可言，而主动开辟淞沪战场则打乱了日本的既定计划，并迫使其改变战略，而其试图速战速决的冒进策略显属失算，由此也彻底陷入漫长的持久战而不能自拔。在大部分时间里，战略不是万能的，但没有战略是万万不能的，日本的失败，很大原因就在于此。
中国军队撤离淞沪战区后，上海也成为真正的孤岛。听不到中国军队的枪声炮声，租界内的民众一度激昂的热情开始变得消沉，洋场里的娱乐场所反而兴旺了起来，最显著的就是舞厅，原本租界只有十几家，淞沪战役结束后反而增加到几十家，很多人都靠“篷嚓嚓”来解脱苦闷。尽管战争暂时平息下去了，但对于未来，民众都感到十分迷惘，一些有办法的人便通过各种途径离开了上海（当时英国太古及怡和轮船公司仍旧通行），但对于大部分民众而言，他们无处可去。
但公共租界也不可能长久维持。1941年“珍珠港”事件爆发后，日本对英美宣战，随即派军队开进了公共租界，上海由此彻底沦陷，成为了日本人的天下。在此期间，日本人利用大批的流氓特务在上海进行极其黑暗的统治，光天化日之下杀人绑架、暗杀抢劫，几乎成了家常便饭，上海民众也只能极痛苦的忍受到抗战结束。
不过，上海抗战的最后一幕惨剧不是发生在中国人身上，而是发生在日本人自己身上。据留守租界的上海医生陈存仁说，就在日本宣布无条件投降后，他被强迫去给某跑马厅替日本人看马的马夫看病时，正好现场目击了这场惨剧。据他所述，当时“跑马厅的正门已经打开，无数的运兵大卡车接踵而至，门口站了两行宪兵，见了一辆车开入便高喝一声，举枪致敬……往东望是一望无际的军车陆续入门，朝西望也有无数军车等候着，待军车进入跑马厅内后，军人下车分别列队，站在一个固定的地方，而海军空军也开到指定的地方，排列得很整齐，军车依次进入，源源不绝……在最远的一隅，有不计其数穿着白色衣衫的人，排队站立着，这些人都有手铐和脚镣，每行十二个人，有铁链连串着……”
令人吃惊的是，当高级军官全部到齐后，“片刻间升起日本国旗，在场的军人同唱国歌，唱毕，由一个军官对着话筒讲了一轮话，只见远处一隅地上，摆着一排计算不出数目的机关枪，对着那些穿白色衣衫的囚犯，在旗帜一挥之下，跟着就是一阵轧轧的机关枪声，无数白衣囚犯，纷纷应声倒毙，也不知道死了多少人。之后，有一个长官模样的人在话筒中讲了几句话，只见剩余下来的白衣囚犯，立即跪到地下，带着手铐，表示降服，这一些囚犯，总算是逃出鬼门关了。”
陈医生后来才知道，这些白衣囚犯是被关押的日本反战军人，人数大概在一两千人，这一次少说也枪杀了1000人以上，其目的就是要杀鸡给猴看，免得这些人回国后捣乱，因为接下来，日本人就要用留声机播放天皇的停战诏书了，所以这些反战军人被提前处决。据陈医生所说，当时的惨剧并非他一个人所见，因为跑马厅（今上海人民公园）周边的高层建筑还有国际饭店、金门饭店等，当时的屋顶都挤满了人并亲眼目睹了这可怕的一幕。
事后，日本人架起篝火，将那些被杀的反战军人毁尸灭迹，据说烧尸体的臭气，在很长一段时间后才消失。战争就是这样的残酷，但不管怎么说，它终于结束了，中国人民最终取得了正义的胜利。