保卫首都之战从淞沪会战开始。淞沪一带是国民政府首都——南京的门户。自1932年5月《淞沪停战协定》签订以后，上海成为不设防城市。蒋介石为保卫首都，不断派正规军改称保安队进驻上海。自1935年起，蒋介石派军队在京沪杭地区积极修筑国防工事。在南起乍浦，中经嘉兴、苏州迄福山，和南起无锡北至江阴的范围内，修建了吴福、锡澄两条永久性国防线。至抗战前，吴福、锡澄两个阵地分别修成工事157个和297个 (所谓工事个数，系指用钢骨水泥筑成的机关枪掩体、小炮掩体、观测所、掩蔽部等而言，战时可用战壕沟通)。为了运输方便，又从苏州到嘉兴建筑了一条战备铁路。之后又部署了三个教导师(王敬久的八十七师、孙元良的八十八师和宋希濂的三十六师)分别驻在常热、江阴、无锡、苏州一带。
卢沟桥事变后，日本企图以“速战速决”的战略，摧毁中国军队的有生力量。蒋介石则决定采取以空间换时间的战略方针，阻止日军之攻势，消耗敌人。为长期抗战计，同时也根据日海军陆战队的企图与动向，国民政府决定开辟华中战场，首先是利用上海大城市钢骨水泥的建筑群和江淮的水网地带牵制住日军主力，使其现代化武器不能充分发挥效率，从而使我长江下游工厂物资，得以内运，并改变国际观瞻。将战场由华北移往华中，从战略观点看，日军拥有便利的海上交通，易于发挥陆海空军联合之威力，中国则因交通尚不便利，军队调动迟缓，本难发挥优势。然而就全国地形而言，当时在华北平原与日军作战，殊不若在长江流域利用湖沼山地，较为有利。孙子曰：“善战者致人而不致于人”。蒋介石决定诱使日军改变主攻方向，将主力自华北南调上海，就是实行了立于主动的最高原则。
淞沪会战于1937年8月13日正式打响。蒋介石亲自电令调兵遣将，增派军队，先后投入的兵力达50余师、70万人。日本方面在会战期间也不断增派援兵，先后自国内派遣5个师团在上海作战，陷于苦战后又将华北平汉铁路线作战的两个师团及一支队南调上海作战，总计共增至10个师团和海军陆战队，不下30万人，大炮300多门，战车200辆，飞机200架，兵舰数十艘，“战斗力之强，火力之旺，一时无两”。淞沪战役持续了三个月，其过程可以概括为两个阶段。
第一阶段为中国军队的进攻阶段（1937年8月13日至9月中旬）。淞沪会战开始不久，蒋介石于8月18日在南京发表题为“敌人战略政略的实况和我军抗战获胜的要道”的讲话，明确并坚定地表示：
我们为痛惩侵略者的野心，为确保国家的生存，为争取民族的自由，这一次决心要发动全国一致的抗战，要与倭寇拼战到底，直到我们获得最后胜利为止！我全体抗战将士，对于倭寇之不断欺侮压迫，久已义愤填膺，悲怀欲裂，要求与敌拼个死活。现在大计既决，杀敌报国、雪耻复兴的时机已经到来。在这一次战争当中，大家一定要万众一心，团结一致，坚毅沉着，忠勇奋发，发挥我们革命军至大无敌的威力，来消灭残暴野蛮的倭寇，以收复我已失的国土，救出我被难的同胞，洗刷我重重的国耻！〔16〕
从第一阶段的会战经过看，蒋介石一直密切关注着淞沪前线国民党军队的进展情况，并不时地给予电令指示。他虽不是该战区总司令，事实上已在直接指挥战斗。而第一阶段攻势的失败，也正与蒋介石军事部署的失误有着很大关系。淞沪战役开始时，蒋介石部署张治中第九集团军3个师，加上夏楚中的第九十八师，与日军在市区进行争夺。沿江仅部署刘和鼎杂牌军和地方保安队，战斗力极弱，结果日军得以在兵舰、炮火的掩护下，于22日晚在狮子林、川沙和吴淞等处登陆。国民党军队很快由攻势转为守势，虽然广大官兵英勇作战，奋力抗击，终未能扭转战局。于是，淞沪会战进入了第二阶段的阵地战。
第二阶段为中国军队的防御阶段（9月18日至11月9日）。会战进入第二阶段后，中日双方都调整了部署。日本不断从国内和台湾增派军队在上海登陆，另外又从华北调来10个后备步兵大队及伪满军。国民党军队除开战役初期即投入战场的蒋军嫡系张治中、陈诚等部外，又陆续调来粤军薛岳、余汉谋部和湘军何健部、桂军李宗仁部、川军杨森部及东北军、西北军、豫军、浙军、闽军、鄂军及收编的湘军、黔军、北洋军等部约计70余万人，布阵于西起江阴要塞，经福山、白茆口、浏河、双草墩、施相公庙、广福、阵行、顾家宅、夹蕴藻浜南北岸经庙行、江湾、北站、闸北、浦东、乍浦至杭州湾之线。9月21日，蒋介石将淞沪前线的部队作了部署调整，构成了新的战斗序列：蒋介石亲自兼司令长官，副司令长官顾祝同，右翼军总司令张发奎，下辖第八、第十两个集团军；中央军总司令朱绍良，下辖第九、第二十一两个集团军；左翼军总司令陈诚，下辖第十九集团军、第十五集团军和直辖部队9个师。
