19路軍的頑強抵抗下，進攻屢遭失敗，不得不向陸軍求援。

1月31日，日本海相提出要求：“上海附近情況不容樂觀，必要時希望陸軍增援。”＇〔日〕防衛廳防衛研究所戰史室：《大本營陸軍部》（1），朝雲新聞社，1967年版，第329頁。＇

2月1日，日本陸軍省予以承諾。2月2日，日本參謀部與軍令部就上海方面指揮陸海軍協同作戰問題達成協議：“帝國陸海軍在上海方面互相協作”，“必要時則擊破當面之中國軍。”＇〔日〕防衛廳防衛研究所戰史室：《大本營陸軍部》〈1〉，朝雲新聞社，1967年版，第329頁。＇

同時命令第9師緊急動員，第12師臨時組成混成旅。

2月5日，日本陸軍中央部發令派遣第9師、上海派遣混成旅等，由第9師師長植田謙吉中將負責指揮。鑑於上海方面告急，決定先派遣混成旅從佐世保搭乘日本海軍第2艦隊所屬艦艇，到上海加入第3艦隊序列。同時，日本海軍也增派橫須賀第2特別陸戰隊赴援上海。

野村吉三郎接任上海日軍總指揮以後，決定改變進攻閘北的計劃，以主力會攻吳淞，同時以一部兵力進攻江灣，企圖從守軍左翼突破。於是命令由日本國內啟航增援上海的混成第24旅（即上海派遣混成旅）駛向吳淞口，準備攻擊吳淤炮臺，令新任上海陸戰隊指揮官植松少將指揮所部進攻吳淞，掩護混成第24旅登陸。

針對日軍企圖，第19路軍亦相應調整部署，加強了左翼防守兵力。其具體部署是：第78師第156旅以第4、第5團堅牙吳淞、室山，第6團擔負大場至真如車站一線的警戒；第155旅以第1、第2團集結真如附近，第3團擔負北新徑至真如車站一線的警戒。第61師第121、第122旅由南翔分別推進至大場、劉家行地區。第121旅以第1團擔任江灣的警戒；第122旅以第4團至羅店擔任例河、川沙方面的警戒；第60師守備閘北至江灣一線。第88師獨立旅及憲兵第6團擔任南市、龍華、虹橋、北新涇一線守備。

吳淞是上海的門戶，增援的日軍欲順利在長江口登陸進入上海，必須首先攻擊壓制或佔領吳淞要塞地區。

增援上海的日軍混成第24旅，於2月6日在佐世保集中啟航，駛向吳淞口。為掩護該部登陸，上海陸戰隊在植松少將指揮下，從7日7時50分開始，集中全力進攻吳淞，日軍先以飛機10架，沿淞滬鐵路線轟炸中國守軍陣地，繼以陸戰隊分由黃浦江、軍工路水陸兩路，至張華浜會合，於10時猛攻吳淤地區中國守軍第156旅第4團陣地。同時集中軍艦24艘、火炮30餘門、飛機20餘架，對蘊藻浜車站、吳淞鎮、獅子林炮臺實施轟擊，配合地面進攻。守軍浴血抗擊，戰至12時，將日軍擊退。

日軍混成第24旅於7日14時許抵達吳淞，並在上海陸戰隊掩護下在吳淞鐵路碼頭強行登陸。第19路軍曾對登陸之敵實施炮火襲擊，但效果不大。

至18時，日軍登陸完畢，在徐家宅附近集結，作進攻吳淞炮臺的準備。

8日拂曉，日軍混成第24旅分3路向張華浜、蘊藻浜、吳淞鎮進攻。日海軍司令部發言人於10時向美駐滬記者揚言：日軍決在午前佔領吳淞。至傍晚，日軍攻擊達10餘次，均遭失敗。23時許，日軍向引翔港、楊樹浦、狄思威路退卻。日軍在進攻吳淞的同時，以一部兵力在紀家橋偷渡，企圖襲擊守軍後路，被守軍發覺擊退。

另以一部兵力向八字橋、江灣進攻，企圖攻佔江灣、大場，截斷守軍吳淞與閘北之間的聯絡，陰謀亦未得逞。

10日，中國守軍第122旅第6團由劉家行進至楊家行，防守胡家莊沿蘊藻浜北岸至吳淞之線。請纓赴援的張治中第5軍第87師第261旅於12日由南翔進至嘉定，並派1個團接替羅店第122旅第4團之防務。

11日，野村對西方記者宣稱：“日軍渡過蘊藻浜之日，即為日軍行動終止之時。”“日軍在吳淞踏平華軍濠溝之日，為時不遠，請諸君拭目相觀，屆時即可結束華東之抵抗。”＇《從九一八到七七事變一原國民黨將領抗日戰爭親歷記》，中國文史出版社，1987年版，第116頁。＇

12日，日軍混成第24旅為在蘊藻浜北岸奪取進攻吳淞的支撐點，兩度在紀家橋附近架橋，均遭失敗。12日晚，日軍利用夜暗在紀家橋附近架橋成功。13日拂曉，日軍在煙幕彈掩護下強渡蘊藻浜，在曹家橋附近突破守軍防線，第19路軍急調第60師第122旅增援，將渡河日軍包圍。日軍數次