1月27日，日本总领事向上海市长吴铁城提出了最后通牒，限吴铁城于次日下午6时前答复日本领事所提的四项要求，否则将采取必要手段。
1月28日，下午2时，上海市长吴铁城回复日本驻沪总领事村井，表示接受日方提出的四项要求。然而，屈辱的让步并没有换来所谓的“和平”，反而更加刺激了日寇的侵略野心。

深夜23时30分，日本海军陆战队指挥官鲛岛具重大佐指挥所属陆战队3000余人，在20辆装甲车的引导下，分3路向闸北进攻：北路为主力，从天通庵车站沿京沪路向上海北站进攻；中路从日本小学西进，转入横浜路牵制当面的中国军队；南路由虬江路直趋北站。日军在猛烈炮火的掩护下向中国守军阵地进攻。

19路军第156旅当即予以还击，前来接防的宪兵第6团一部亦奋勇抗击。两军在街道相连、房屋栉比的巷内激战。经过近4个小时的激战，守军打退了日军的进攻，阵地屹立未动。
1月29日凌晨，日军再次进攻闸北，守军英勇抵抗。虬江路、川公路、广东街一带,均发生激烈巷战。日机同时出动,轰炸助战。下午,北火车站被炸起火,日军占领北火车站。傍晚,守军发起反击，夺回北火车站。
日军飞机在轰炸19路军阵地的同时，还轰炸了位于宝山路的商务印书馆，该馆的总管理处、编译所、四个印刷厂、仓库等皆中弹起火，全部焚毁。
同日，陈铭枢致电蒋光鼐、蔡廷锴、戴戟：
“密。
一、租界外日军应相机消灭之
二、憬兄统率御敌之部队，已由参部令知，在敌增援之陆军未到以前，须预想定其登陆地点，到时力阻其登陆，如敌增援陆军之量数，探明超过我军时，候令进止。
三、军委会即日成立，以后当随时指示机宜。
四、在外交上暂视作局部问题为有利，而在军事上中央已具全局应战之决心，惟调集大军不易，此时惟有准备最光荣之牺牲，切不可轻作退后之辱也。铭枢艳。”

1月30日，陈铭枢致电蒋光鼐、蔡廷锴、戴戟：
“暴日欲以海空陆军武力威迫首都，逼我签约，我为保全根本不受钳制计，经将政府暂移洛阳，密留何部长在京主持，以顾祝同统军死守南京，本军在上海方面与决死战。枢亦密留，拟明日先到镇江，再随军前进，与兄等共生死，国家存亡，本军荣辱，系于此举。望更激励将士，无负初心，为全国军民之钦式也。国。
铭枢 申

2月1日，陈铭枢代表中央往前方劳军。
当日致电汪精卫、蒋介石、李济深等，力主以战保国权：
“暴日谈判，绝无诚意，大战在即。计日军在第九师到沪前，有久留米、福冈混成旅先到沪，九号以来，与我军在江湾、吴淞一带作战者，即该混成旅。查日本反对出兵，现尚陆续由东三省秘密运兵来沪增援，我军虽决死抵抗，然兵力物质殊悬，成败之数可知！为今之计，惟有照枢前所陈议，严令东北全军反攻，并密令沿海江各省埠，一致抗日，使事态扩大，为日之所惧，即我之所利，持久抵抗，不顾目前之损毁，必致最后之胜利无疑。若恐东北将领之不听话，最好蒋先生到北平坐镇，示以必反攻之势，则可收同样之效果也。是否有当，即请尊裁为祷。”

2月3日，陈铭枢代表中央往前方劳军回京后，发表谈话如下：
“政府为准备长期奋斗而迁洛，余为政府之一员，因十九路军在上海对日军之侵略，为正义光荣防卫国家而抵抗，余暂留代表中央慰劳该军，前两日入军会晤各将士，有使余生极大之感动者，余可代表该军全体将士一言，该军秉承正当防卫不以尺寸土地授人之本旨，人怀必死之心，愿全体牺牲，以作民族生存国家复兴之代价，始终一贯，服从中央政府，保持气节，以克尽军人报国之天职，此外不知其他。余又敢谓该军不论遇如何侵犯我国土之强敌，决不畏惧，虽全数牺牲，亦决不离开京沪线上。余深信其他各军。亦都抱同样的精神与志节，且争愿效命。中国物质科学，虽落人家，然地广人众，且系农业国家，只恃此民族精神，以死卫国土，自必能于长期奋斗中，求得最后之胜利，故吾人务必发挥最高无上之牺牲精神，方能自救。中国本为爱和平之国家，苟世界尚有正义公道与国际公约的责任可言，则吾人亦无不乐从。盖吾人为抵抗强暴而牺牲，正为正义公道与国际公约的责任，若国际间有此深刻认识，国民有此深刻觉悟，则吾人亦愿以外交方式，求世界和平，使国际间知破坏世界和平之责任之谁属也。”

2月6日，陈铭枢、冯玉祥等致电十九路军：
一
“十九路军将士，连日苦战，克保疆士，劳苦卓绝，至深感慰。军事委员会支电计达，现闻日本目的，在急于攻占闸北，此着关系重大，盖上海一偶，不仅中国所系，亦世界视听所系，吾人牺牲愈烈，则效果愈大，务望激励将士，固守原防，不可轻让尺寸。现在各路援军开赴不至，贵军陷于孤立无援之境，尚祈继续努力，以获最后之胜利，是所切望！弟等本日已抵浦镇与敬之、真如诸兄晤商一切。”

2月6日，陈铭枢、冯玉祥等致电十九路军：

二
“微申电悉，英美已自动强迫日军出租界，希望我方不派飞机交战，可照办，并嘱罗部长向英美方面表示好意。查我飞机能与敌作战者，仅驱逐机0架，非广东方面驱逐机加入，亦不易再行冒险，日寇志在攻闸北，我军须死守，不轻让寸土，盖近租界，愈持久则效果愈大也。若日军陆军来压迫我左翼，警卫军正在增援，可无虞也。昨并飞电，贑、豫两省，抽调劲旅来援。”

2月9日，陈铭枢致电蒋光鼐等：
“日舰向我警告，如江北调兵渡江，即炮击，我调胡宗南、梁冠英两部，各设法秘密渡江，恐难达到，不必悬望。估计敌人两师，以我现在阵地兵力，与决死战，有胜算否；若退后另择阵地又如何？敬之将就此两点电请兄等决夺。……人心已死，吾侪只有认定为民族光荣，而完成本军之使命耳！”
而何应钦却致电上海市长吴铁城，主张与日军停战议和，电文内容如下：
“日陆军源源而来，战事若再持久，我方必失败无疑。请兄力排众议，照迭电乘我军在优越地位时设法转圜停战，万勿犹豫，致逸良机。又兄处与日方或各外领会商情形，务请随时用电话或函电告知憬然兄，俾其在军事上得相机适宜处置为要。”

在致电吴铁城的同时，何应钦还委派陆军步兵学校校长王俊为代表、与日军第9师团参谋长田代皖一郎秘密会面，直接商谈停战事宜。

2月11日
陈铭枢致电蒋光鼐、蔡廷锴、戴戟及各师旅长，鼓励十九路军将士“必须贯彻全军牺牲之初心，以完成民族命运所寄托之使命”：
“本军为着精神、道德、正义、公理、光荣、自由而抵抗暴日，其价值是绝对的，永久的，吾侪必须贯彻全军牺牲之初心，以完成民族命运所寄托之使命。国民廙痿，非有惊心动魄之牺牲，不足以振起之！世界公道，亦非有震憾天地之牺牲，不足以唤起之！本军抗战十余日来，所表现之忠烈神勇，虽是昭示中外，然尚未至全军决战之期。大敌不惧，失败非辱，待本军达到最后牺牲与失败之时，即吾民族命运复兴，与世界公道伸之机矣！本军乃民族司命之神。兄等应再接再厉。完此穿前启后之绝大使命也。近日颇有人发议，不忍本军牺牲，无以为继，亟欲设法避免再战，枢极不谓然，故略申前意以最兄等，愿共勉之。”

2月21日，
陈铭枢致电蒋光鼐、蔡廷锴、戴戟及各师旅长，鼓励十九路军将士“必须贯彻全军牺牲之初心，以完成民族命运所寄托之使命”：
“本军为着精神、道德、正义、公理、光荣、自由而抵抗暴日，其价值是绝对的，永久的，吾侪必须贯彻全军牺牲之初心，以完成民族命运所寄托之使命。国民廙痿，非有惊心动魄之牺牲，不足以振起之！世界公道，亦非有震憾天地之牺牲，不足以唤起之！本军抗战十余日来，所表现之忠烈神勇，虽是昭示中外，然尚未至全军决战之期。大敌不惧，失败非辱，待本军达到最后牺牲与失败之时，即吾民族命运复兴，与世界公道伸之机矣！本军乃民族司命之神。兄等应再接再厉。完此穿前启后之绝大使命也。近日颇有人发议，不忍本军牺牲，无以为继，亟欲设法避免再战，枢极不谓然，故略申前意以最兄等，愿共勉之。”

2月12日，
陈铭枢复电蒋光鼐：
“作战计划悉，如尊意布置可也。达天议和，诚属徒然。如日军肯退入租界，闸北由第三国军队居间，我军方可与磋商。否则非特前功尽废，更何以对此50万流离颠沛之民众耶！民族一线生机，只有不计死亡，持久抵抗，真电之意，当已了然。望史等坚决到底，不可为任何当局所摇夺为要。”
同日，陈铭枢、罗文干致电蒋光鼐：
“昨晨英、美公使已赴沪调停战事，濒行前，当经文干屡告以果能如外交部致吴市长等阳电所开，则我方固愿意停战，以免扩大，俾得早转入外交途径，以解决中日全部问题，不然，苦专迁就日方，使我难堪，则我将不顾一切，死与抵抗等语。昨晚接沪电，日方将于寒（14）日集中陆军2万人，陆战队7000人，军舰40艘，实行总攻击。文干当即又召英、美代办至外部，间其两公使及日使重光进行调停如何，并谓日报所登各难堪备件，决不承受。日军集中，请其先事制止。不然，日军果即专攻我吴淞、浏河，不攻租界，而我为首尾兼顾计，到时必全线抵抗，此时如租界受有损失，我不负责任。此层应请英、美千万注意等语。该两代办已允即电各该使矣。以现在情形而论，日军集中后，恐必实行总攻，万望准备一抗，调停成功固善，不然，不抗则无外交可谈，而抗之后，其影响所及，必更获极大之价值也，除分电宋部长、郭次长、吴市长并顾少川先生外，特达。”
是日，何应钦致电蒋介石，报告了委派王俊与日军秘密谈判的情况，

2月13日陈铭枢、何应钦、罗文干致电蒋光鼐：
“介公刻到浦镇，召弟等指示沪事，以十九路军保持十余日来胜利，能趁此收手，避免再战为主，其为法如下：
（一）如日本确无侵占闸北之企图，双方立即进行停战办法，从速进入外交途径。
（二）停战条件，须双方各自撤退至相当地点，中国军队退出地方，由中国警察维持，请兄等仍斟酌部外前开接受英、美、法调停办法各电，及陈公洽所言，王俊所述办法，择期于我有利者，从速进行，盼示复。”

2月14日日，陈铭枢复电蒋光鼐：
“元日各电俱悉，据顾少川元日电与美、项、法使磋商办法，果能办到，则和平有望。请与切实接洽，但一面须刻刻防备日军攻，速准备一最后有利地带，与之决战。谍报闸北等处敌方阵地已调陆军接防，若和平无望，敌来犯时，予以一极大惩创，然后别作良图。现已准备加调第八七师孙元良搁置援。总司令并电韩向方、刘经扶、上官云相、梁冠英共选现役徒手兵3000，输送来补充代募5000新兵矣。又政府对外态度与民众口气轻重缓急，其作用不同，兄等须谨慎将事，依照政府指导而行，外间不负责之议论可不理会也。以上系总司令面嘱电达，即希查照。”

2月15日
陈铭枢复电十九路军后方主任范志陆并转蒋光鼐、蔡廷锴、戴戟：
“删戍电育悉。目前国论，确为和战交持之局。昨日孙哲生、张静江等犹有电责难政府，应早定大计。而主和派如某某等，其论又适与相反。今日岂有和之可言，惟有降服；降服敌人亦不能放我，又岂有战之可言。绝交宣战之形式，既不适用，可适用者，只有处处与之抵抗到底而已。此意早屡向政府陈之，罗外部长亦极同意，憬贤、孝悃诸兄之誓死杀敌，亦本此旨。且目前形势，断无避免决战之可能。政府若下令撤退求和，则日军仍否进攻，党政府是否仍能存在，必皆成问题。此次十九路军蒋、蔡等已成历史民族之英雄。倘全国人心不死，采取长期扩大抵抗之手段，必能激起日本国内及国际有利于我之新变化，以收不重丧国权之结果也。吾人倘只斤斤为爱十九路军之计，恐本军之命运，在精神与实际，终陷于爱惜不了之局势，即整个党与国任何部队，恐亦将如此！弟早屡促军政当局，下大决心，抽调各方援军至前线，并极力设法推动东北，能否照办，姑勿计。惟上海战争，必须在原线抵抗，或终必难有撑持，即失败后，化整为零，作类似**式不规则之战，最后之结果，积极仍可利便外交之解，消极亦可见民族之精神。十九路军虽毁灭，全国犹将有千百十九路军前仆后继，犹是十九路军之成功也。望兄等勿再忧虑。”

2月21日，陈铭枢、李济深致电十九路军：
“政府经决长期抵抗计划，密令各方调军，俟面详。望速饬员催夫构筑济河、罗店、广福、南翔、黄渡陈地，以为不得已时之第二重防御线，弟等即夜带同工兵军官前来。”