此时，防守上海左翼已经没有意义，防守上海左翼和围攻上海的国军奉命撤退，退到苏州河南岸阵地，在苏州河北岸留下了一个营的部队，做象征性抵抗，其实这个营只剩下了400人，他们防守的阵地叫四行仓库。
团长谢晋元抱着必死的信念，和日军在四行仓库展开激烈的攻防战，这场战斗得到了上海市民的热烈支持，甚至连杜月笙都派青帮流氓给他们输送物资，抵抗了四天后，根据老蒋指示，谢晋元带领剩余壮士退入英租界。
他们的英勇行为也被拍成了一部电影，叫《八佰》，导演管虎拍摄前找长腿将军孙元良后人了解情况，遭到网民非议，其实这也好理解，孙元良早就率部队撤退了，真正防守四行仓库的是谢晋元。
仗打到这个份上，其实国军已经完成了既定目标，没必要在上海和日军死耗下去了，应该迅速往后撤退，退到预设国防工事，继续节节抗击，才是正常思路。
陈诚和顾祝同向蒋提出了这个建议，蒋也同意了，但开始实施的时候，到10月底，蒋突然下令让国军继续在既有阵地和日军火拼，理由是九国公约大会蒋在11月3日在比利时召开，蒋的脑袋又开始不清醒了，将国家的命运完全寄托在了外人身上。
没有办法，国军在苏州河南岸和日军继续展开残酷的巷战，场面太血腥，就不仔细描述了。
此时日军大本营的心态非常焦虑，裕仁时刻担心苏联出兵揍他，睡在床上都觉得不踏实，上海日军虽然逐渐占据优势，但是这种拉锯战一样的场面是大本营不愿意看到的，他们希望的是快速彻底的摧毁国军主力。
既然在上海的日军完成这个目标有困难，日军大本营也豁出去了，干脆再压点本钱，以三个精锐师团组成第十军，数量超过10万，火速增援上海，快速歼灭国军主力。
国军集合全国70万精锐，和20万日军在上海火拼，已经快支撑不下去了，何况日军再加入10万装备精良的生力军？
11月4日，日军第十军沿着他们明朝老祖先倭寇的步伐，在杭州湾登陆，原先负责防守的张发奎部已经被调去打巷战了，只剩下2个连的部队，哪里挡得住十万日军精锐，杭州湾失守，整个淞沪地区的国军已经陷入了被包抄的危险中。
陈诚的意见是赶紧撤退，国军赶紧退入国防工事，利用坚固阵地进行抵抗，老蒋表示部队再坚持三天，让友邦人士看看咱们中国军人的骨气。
就这样又拖了三天，到11月8日的时候，日第10军已经渡过黄浦江，所有日军均开始展开猛烈进攻，包围圈已经开始形成，白崇禧急眼了，很不客气的对老蒋说，军队已经开始崩溃了，不撤退也要撤退了，老蒋才下令部队从上海撤退。
撤退的计划制定的很详细，但当时战场一片混乱，通讯方式又极其落后，有的部队收到撤退的命令，有的没收到，正在战斗的部队看到友军撤退了，都慌了，也加入撤退的行列，当所有的部队都陷入慌乱时，撤退就变成了溃退，秩序大乱。
很快就演变成日机在天上炸，日军在地上追的局面。
几十万军队挤在路上，成为日军战机的活靶子，轰炸机和战斗机轮番上阵，狂轰乱炸，短短几天的时间，国军就损失了十万人，实在是万分可惜，这些都是百战余生的老兵了。
军官们也无法指挥部队了，大家各自凭本事逃命，胡宗南的警卫人员全部被日本人打死了，幸亏他跑的快，才捡了一条命，薛岳也差点完蛋了，司机和警卫被机枪打死了，薛岳也跑的快，跑的时候连续游过了三条河，这可是冬天，力气耗尽差点被淹死了，幸亏抓住根木头才得救。
到11月15日的时候，剩余的国军基本跑到了吴福国防工事，惊魂未定的国军愕然发现，这些花费了巨资的所谓国防工事都是些豆腐渣工程，没有一项符合标准，唯恐日本人的炮弹瞄不准，很多工事都是直接耸立在地表，甚至有些掩体连顶棚都没有，准备迎接日军战斗机的扫射。
国军只能继续后撤，12月2日，日军占领江阴要塞，南京门户已经被打开。
淞沪地区的战事已经结束了，国军伤亡30万左右，日军伤亡6万左右，这个数据是比较通行的讲法，如果有更准确的数据来源，大家可以告知。
此战最大的意义在于，使中国空前的团结，也使日本人空前的失落，鼓舞了中国人的士气，打击了日本人的狂妄。
至于失败的原因有很多，老蒋肯定算头一个，当断不断，三军受累；主帅也算一个，筹备那么长时间的对日作战，居然没有任何攻克日军工事的办法，典型的官僚作风；用兵也有问题，让21集团军和日军四个师团硬杠，不到一天就损失过半，实在失策；当然后勤这些就不说了，无形中降低了国军的战斗力。
事后蒋介石也做了深刻的自我检讨：上海开战以来，我忠勇战士在淞沪阵地正与敌人以绝大打击的时候，敌人以计不得逞，遂趁虚在杭州湾金山卫登陆，这是由于我们对侧背的疏忽，且太轻视敌军，所以将该方面布防部队全面抽调到正面来，以至整个计划受了打击，国家受了很大的损失，这是我统帅应负最大的责任，实在对不起国家。
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