日軍軍部增援的3個半師團,10多萬大軍在10月1日登陸上海,半個月時間就是打不到大場,只是佔領了蘊藻濱北岸大部分地區,並有一部在南岸突入約5公里。繼續進攻下去就離大場不遠了,此時如果國軍不發動反攻壓下去,一味死守雖然克可以推遲攻勢但最後大場還是難於守住。
蔣介石白崇禧等人都認為應該馬上反攻,問題是手上能打的部隊沒有了。中央軍的精銳部隊都打殘了,以胡宗南第一軍為例,羅店附近死守十天部隊剩下10%,那些橫掃各路軍閥紅軍的老部隊全都戰死了。從昆山補充2000多陝西江西的新兵,激戰一個月全軍剩下不到2個團。其他中央軍也都差不多防守都勉強進攻不可能了。
現在只能靠地方軍閥部隊裡比較能打的部隊,只有剛從廣西廣東趕來的兩廣部隊了。桂系白崇禧非常有自信中央軍能打仗桂軍也不含糊,今天就讓大家看看廣西兵怎麼大日本,主動向蔣介石強烈建議由自己部隊為進攻主力。淞滬會戰最慘烈的進攻作戰開始,主力是剛到上海的桂軍第48軍,以及廣東粵軍葉肇的66軍,還有18軍夏楚中98師12個團。桂軍此次調動2個軍趕赴淞滬,其中第48軍的173師和174師已打了蘊藻濱的防禦作戰,有部份損失但主力未損。主攻的就是這兩個師。
桂軍有“廣西狼兵”的稱號非常能打,擅長山地戰使用輕武器熟練,作戰意志特別頑強寧可打光絕不繳槍。日本人曾說桂軍是國軍中最有武士道精神的部隊。主力部隊的官兵素質很高,班長排長都是百戰老兵,從死人堆裡爬出來提拔的。甚至有打了七八年仗還是大頭兵的。打仗就是打老兵這些兵油子能在殘酷戰爭中活下來,本來就說明了有真本事打仗真不含糊。桂軍基層軍官年齡偏大但經驗能力出眾。當時中國軍隊最能打的自然是中央軍,對於地方軍閥部隊戰鬥力有句名言:滇軍黔軍兩隻羊,湘軍如虎桂軍狼,惡狼還比猛虎強。
桂軍在淞滬的防禦作戰表現一般,使用輕武器再能打作戰意志再頑強,也抵擋不住日軍海空陸軍的強烈火力。桂軍一個師幾門山炮只能打1公里範圍以內目標,還沒日軍迫擊炮遠。日軍離得太遠根本夠不著,太近又被對方火炮打掉了。以日軍最差的92步兵炮2700米足夠對付了。況且這些炮數量很少實戰沒有用,最終乾脆全部運回了廣西去。
此次突襲是在21日夜,沒想到日軍第9師團也定在同時發動進攻。桂軍2個師連同粵軍,湘軍在其他軍隊配合下,猛然向日軍陣地全面衝鋒。粵軍湘軍的突襲方向沒有日軍衝鋒部隊,也是日軍次要陣地沖過去輕鬆將日軍擊退了1,2公里。但桂軍進攻方向正好也是日軍的進攻方向,雙軍正面突然遭遇桂軍進攻極為兇猛,加上日軍投放煙霧彈視線不良,因此很快演變為近戰肉搏混戰的態勢。
這正好是桂軍士兵所長餓狼兵沖入日軍進攻部隊中撕咬,雙軍激戰幾十分鐘第9師團傷亡巨大,每個中隊平均打剩一個小隊全線潰敗。桂軍尾隨日軍潰軍追擊到日軍防禦陣地四面八方撲過去,軍號和喊殺聲震天動地勇猛難當,但正因如此吃了大虧。打硬戰桂軍數一數二的加上人數的優勢,轉為陣地攻堅戰對方火力發揮出來,桂軍再勇敢用輕武器也抵擋不住。這段陣地正是日軍第9師團和第13師團的核心陣地,蘊藻濱以南的幾乎所有重武器全部集中在此。
當桂軍衝鋒到日軍陣地近前輕重武器開火,輕重機槍迫擊炮擲彈筒形完整火力圈,加上遠處重炮和機動坦克火力的支持,短時間內數千發發炮蓋過來,上百萬發子彈呼嘯飛過。桂軍一波波人浪進攻被打倒,前邊的倒下後面的繼續沖上來。桂軍團長手持大刀手槍帶頭沖,在日軍火力下遭遇了極大的傷亡。最後還是衝破日軍陣地,但由於傷亡太大無法防守只得撤退。
但由於桂軍衝鋒極為猛烈日軍守軍精神上受到刺激,桂軍衝鋒部隊被重機槍達成肉碎,後面士兵還是往機槍上不斷猛衝猛撞。日軍瘋狂射擊下打退桂軍發現自己緊張到尿了褲子,機槍手發現槍管早已打的通紅手也早被燙脫了皮。此次衝鋒桂軍兩個師基本被打光,殉國2個旅長還有2個旅長受傷,團長更是傷亡10人之多,營以下官兵傷亡過半,這是國軍反攻中傷亡最多的衝鋒。殉國的兩個旅長為170師510旅旅長龐漢禎少將,171師511旅旅長秦霖少將。淞滬一戰桂軍傷亡很重4個師傷亡超過6成,尤其基層排連長老兵基本戰死退往嘉定休整。
反攻失敗沒能夠殲滅渡過蘊藻濱的日軍,也就無法阻擋日軍繼續攻擊大場。日軍主力在22日開始全面渡過蘊藻濱,集中所有可以使用的部隊進攻,25日大場陣地的工事完全被日軍摧毀。駐守此處的湘軍18師和西北軍馮興賢33師全部打光,33師屬於老雜牌戰鬥力弱但還是拼到最後。經過4日激戰後全師9600人大部戰死,師長馮本人也身受重傷。湖南部隊18師傳承湘軍狠辣頑強作風,陣地戰至最後一人全師打光,師長朱耀華在日軍突破最後陣地時,開槍自殺殉國僥倖未死後殘疾。
大場在國軍付出重大傷亡下於26日失陷。但日軍參戰的5個師團又1個旅團傷亡高達4萬人,處於一線的不過10多萬人被打掉三分之一,101師團和第13師團都傷亡過半。大場失陷國軍側翼受到嚴重威脅,從10月26日開始,國軍放棄北站到江灣一線陣地退守蘇州河南岸。由此“淞滬會戰”基本已經結束。國軍主動收縮陣地準備按計劃,向南京防線總退卻進入“淞滬會戰”最後的“撤退階段”。