其實早在2月2日，英、法、美、意四國聯合提議中日雙方停火被日本所拒後，便大為惱火，他們譴責日本違背了國聯盟約、非戰公約等國際公法，英美還共同抗議日本使用公共租界作為作戰基地。

　　而這一次的停戰談判日本人不僅耍了中國，還耍了英國，在日本第9師團長植田謙吉就向19路軍發出最後通牒限令後，英國人就明白他們再一次被日本人狠狠的玩弄了一番，於是英國領事當天就向國內發出請求增兵的電報，在英國國內緊急磋商後，英國決定增兵上海，預計到時在上海的軍艦達10艘，兵員近6000余人。

　　美國也不甘示弱，在得到英國增兵的消息後，美國也在第一時間決定將其在亞洲的全部軍艦集中上海，預計將達17艘之多，而作為英國最忠誠的小弟，法國也跟著增兵，到時在上海的法國兵力也將增至3000余人。

　　“到時就算是日本佔領了上海，英美法三國的兵力足以牽製日本的大批兵力。日本若是執意再增兵的話，哼哼……”張治中的的神情存滿了興奮。

　　在座的諸人馬上就跟著興奮起來，國聯這時候在他們心中的地位瞬間高大了起來。

　　但是冷靜的蔣光鼎思索著說道:“文白說的不錯，雖然我們的敵人將是日軍的三個師團，可飯還得一口一口吃，在日軍後續兩個師團沒趕到上海前，我們還應該先極大削弱第九師團的力量，以方便我們後續作戰。”

　　“我看這樣，既然植田這個老鬼子給我們下了最後通牒，乾脆我們就再刺激刺激他，不用等他下令向我們進攻，我們先炮擊他，引誘植田，在日軍後續部隊到達前，先指揮第九師團攻擊我們，我們堅守陣地即可。”

　　“這樣，一來可以大量消滅第九師團的有生力量，二來又不影響我們要重創日軍後兩個師團的計劃。”

　　應該說，蔣光鼎先削弱第九師團的建議還是很有建設性的，張治中也不認為以五萬部隊就能輕松消滅三萬日軍，如果在日軍後續兩個師團到達前，先重創日軍第九師團，對後面的作戰會很有幫助。

　　“好，我同意，就按憬然兄的意思辦！”

　　於是，從18日晚7點開始，19路軍和第五軍炮兵開始對日軍虹口方面陣地進行猛烈轟擊，第九師團也隨即開炮還擊只不過，由於是夜間，雙方炮擊的效果都不大。

　　19日，中國外交部發出抗議書，譴責日方的要求“無理之極”，並宣稱，“倘日本軍隊再行進攻，中國軍隊仍必竭力抵抗。”

　　自此，談判已成幻想，只有用鐵和血來說話了。

　　蔣光鼎的部署是:八十八師以二六二旅佔領江灣北端亙小場廟、竹園墩、麥家宅、廟行鎮、周巷、蔡家宅至蘊藻浜南岸一線，其余部隊集結於馬橋附近;八十七師以261旅佔領蘊藻浜北岸胡家宅和紀家橋、曹家橋至灑塘一線259旅集結於火燒場附近;88師南面是張炎的61師;60師仍然堅守閘北;區壽年的78師作為十九路軍預備隊;教導總隊和孫立人獨立旅作為全軍總預備隊。

　　對於中國軍隊的炮擊，植田果然惱羞成怒不僅當即命令炮兵開炮還擊，還在第二天一早，就命令部隊對閘北展開猛烈攻擊。

　　2月20日，廟行戰役正式打響。植田令日軍全線總攻，采取中央突破，兩翼卷擊的戰法，閘北地處市區，不利於大部隊展開而且，也不符合日軍一向推崇的迂回包抄戰略於是，植田決定擴大攻擊范圍，把進攻重點放在江灣、廟行、大場一線意圖突破十九路軍和第五軍的防線從側翼迂回包抄閘北守軍。以第9師團主突江灣、廟行結合部，試圖北與久留米旅圍攻吳淞，南與陸戰隊合圍閘北。

　　日軍飛機結隊成群在中方陣地及陣地後方到處擲彈，更以重炮及敵艦炮向吳淞、廟行一帶陣地集中射擊，日軍步兵則借飛機炮火掩護攻擊前進，一場惡戰開始了。

　　日軍第九師團不愧是日本陸軍的常設師團，不僅炮火猛烈，戰鬥力絕非日本海軍陸戰隊可比，僅一個上午就讓六十師傷亡五百多人，六十師被壓得節節後退蔡廷鍇不得不早早把作為預備隊的78師的翁照垣旅調上前線增援，這才總算穩住了戰線。

　　中國守軍第十九路軍與第五軍並肩作戰，密切配合，利用長江三角洲水網地帶和工事頑強抗擊，並組織戰鬥力強的部隊夾擊突入江灣、廟行結合部之日軍。

　　第九師團的秋山義允旅團於下午開始，在重炮和飛機的支援下，向廟行鎮方面的守軍陣地攻擊守軍第88師英勇抵抗，擊斃眾多日軍入夜，日軍繼續攻擊，槍炮聲竟夜不絕因為白天有日軍的飛機轟炸和日軍重炮的壓製，88師的山炮團不敢開炮壓製進攻的日軍直到這時，才開始用炮火支援前沿陣地的守軍同日，江灣方向守軍61師也與日軍35聯隊展開激戰，那裡甚至還發生了數次肉搏。

　　21日，八字橋、江灣方向的激戰仍在繼續，雖然88師和61師傷亡慘重，但日軍不能前進半步。

　　植田見攻擊無果，知道自己有些輕敵頭腦漸漸冷靜下來，再次改變戰術此後幾日日軍暫停對八字橋、江灣方向的進攻，把進攻重點縮小到小場廟、竹園墩、麥家宅、廟行鎮方向，但左翼88師、宋希濂261旅頑強奮戰不僅頂住了日軍的攻擊，還擊落了一架日軍艦載機。

　　這中間，奉張治中將軍命令，孫元良259旅518團推進至馮家宅歸俞濟時指揮，518團第三營參加了廟行鎮之戰其余兩個營歸李延年指揮，在麥家宅與日軍激戰。

　　夜幕降下後，張治中命令88師528團、工兵營等部隊，向日方前沿陣地襲擊，日軍打了兩天，十分疲憊，又沒有防備，損失慘重。惱羞成怒的侵滬日軍總指揮植田謙吉調集第9師團和第24混戰旅約2萬人， 於22日凌晨1時向廟行撲擊，一場空前的惡戰在廟行展開。

　　由於中國守軍88師官兵有了準備，日軍的反撲受到挫折。於是從凌晨3時起，敵集中優勢炮火對廟行各線陣地猛烈轟擊，企圖摧毀我軍工事和有生力量。

　　輸紅了眼的日軍傾巢而出，先用50多門重炮向廟行鎮猛轟4個多小時，在敵軍炮火的猛烈轟擊下，88師各部工事大部被摧毀，官兵傷亡不斷增加。拂曉後，大批飛機加入作戰，戰鬥更加激烈。

　　接著日軍又在飛機掩護下，步兵開始發起衝鋒，259旅前沿陣地和縱深工事大多被摧毀，官兵傷亡較大但守軍仍頑強堅守陣地，死戰不退，許多陣地都數易其手，激戰竟日，廟行鎮仍牢牢控制在孫元良手中。

　　22日早上開始，沒被殲滅的第24旅團剩下的那個大隊，乘大霧突入廟行鎮東端88師264旅527團3營陣地和麥家宅及其南側墳地一帶，日軍第六旅團趁勢從缺口跟進一時整個戰線動搖，61師有被日軍割裂包圍的危險，情況萬分危急。

　　俞濟時不敢耽擱，立刻命令88師全部預備隊投入戰鬥，俞濟時甚至親自上陣督戰，對戰線缺口處的日軍反覆衝殺，想要奪回陣地，堵住缺口半天下來，88師傷亡慘重，甚至264旅正、副旅長錢體倫和黃梅興都負了傷，工兵營營長陣亡，但仍未擊退日軍，奪回陣地。

　　整個戰線即將不支，局勢到了極為危險的境地。