在战斗中，将士们打得十分勇敢，每小时的死伤数以千计，牺牲得壮烈，在中华民族抵抗外侮的历史上，鲜有前例。和日军争夺一村一镇，往往日军白天攻占，晚上又为国民党军队夺回来，双方伤亡重大。国民党军队主力各师都补充了四五次，后方各省的保安团整团整团地补充上去。原有下级军官和士兵伤亡达三分之二，旅团长伤亡也达半数。
这期间，蒋介石亲赴淞沪前线，被日军飞机袭击，险遭毒手。事情的经过是这样的：蒋介石决定亲自到前线去视察，由于日军控制了制空权，坐汽车很不安全。当时，英国驻华大使许阁森的轿车上插有英国国旗，应该不会受到日本战机的攻击。因此，白崇禧就建议蒋介石乘坐英国大使的轿车。但是，蒋介石觉得自己好歹也是一国元首，偷偷乘坐他国大使的汽车前往视察前线，传出去有失体面。所以，他决定仍乘自己的汽车，夜间前往上海前线。结果，英国大使的汽车在沪宁公路上遭到两架日军飞机的袭击，英国大使许阁森被打成重伤。后来查明，这次事件是由先前打入国民党内部的日本间谍向日军密报了蒋介石的行踪所致。
10月28日，蒋介石在苏州召集第三战区师长以上的军事会议。会上，蒋介石强调了淞沪战役的意义，鼓励大家“坚持到底，至死不屈”。他说：
上海的战事，自开始迄今，将近三月，各位统率所部，努力抵抗，不惜以壮烈的牺牲，给倭寇以绝大的打击，此种为主义为国家拼死抗战的精神，已经充分的表现出来了！一般外人看见中国军队装备欠缺，武器不良，以为一旦对日作战，必不能抵御侵略，这一回我们淞沪各军经两月半的抗战，左翼仍能维持原有阵地，右翼阵地亦按照计划只作战略上的移动，这种奋勇超绝的战绩表现出来，无论中外人士，对于中国军队，不仅改变了从来轻视的心理，而且都不能不表示非常的赞叹和敬佩！英美各报且赞扬我军队已因沪战之英勇，与此次有秩序之转移阵地，安全退却，证明中国军队已建筑其国军基础于从来所未有的历史之上云。两个半月以来，我们虽然没有得到大的胜仗，但在我们预定的消耗战和持久战的策略之下，已使敌人受到意外大的打击，在精神上我们实在已打败了举世共弃的倭寇！〔17〕
11月初，日军在金山卫登陆，致使上海国民党守军处于腹背受敌的情势之下，上海的失守已成必然趋势。国民政府早在此前决定了“向国内退军”的总体战略，于是，蒋介石撤销了中央军指挥机构，派朱绍良去兰州组织第八战区，由右翼军张发奎代为指挥。张发奎临危受命，既不熟悉中央军情况，又在敌情如此紧急形势下，难免措置失当，造成部队混乱。而日军又连续发动攻势，国民党军队实在无法支持。“白崇禧因常在前线视察，深知敌我战斗力的悬殊，乃于十一月初建议委员长下令后撤，蒋介石坚持不允，前线官兵又苦撑两三日，实在疲惫不堪，白崇禧再度献言撤退，蒋仍不允。全线又支持一二日，时我军阵容已乱，白氏知事急，乃向委员长报说，前线指挥官已无法掌握部队，委员长不叫撤退也不行了，因为事实上前线已‘溃了’！”〔18〕
11月8日，第三战区总部颁布了转移命令。9日早晨，淞沪前线部队分两路撤退，一路向南京方面撤退，一路向杭州方面撤。当时九国公约会议正在比利时首都布鲁塞尔召开。蒋介石命令部队从淞沪前线向东西两路撤退后，于11月11日致电九国公约会议说：“中国军队自上海撤退，乃战略关系，且为长期抗战之计，中国主权若一日受威胁，则中国军队即当赓续抗战一日。”又说：“吾人为长期抗战起见，已将军队自上海租界毗连区域撤退，此乃战略上必要之举，吾国政府与国民务当抗战到底，咸已具有决心，暴敌实无以动摇之。至以九国公约而论，吾人无论如何必当信守不渝，而对各签字国觅获公平解决方案之努力，我深信其不致掷诸虚牝也。”
11月12日，日军占领上海，历时三个月的上海抗战结束。由蒋介石发表的讲话及其对淞沪前线的部署和指挥可以了解，蒋介石对淞沪会战寄予了极大的希望。他不仅亲自指挥了这场战役，而且把嫡系部队投入了这场会战。会战中，由于蒋介石指挥及部署的失误，致使国民党军队一再贻误战机，给日军的反攻造成了种种便利条件，国民党军队则遭受了不应有的重大伤亡。虽然淞沪会战最后以上海的失陷而告终，但它坚持了三个月，洗刷了九一八事变以来国民党军队保存实力、畏敌如虎的耻辱，坚定了我国人民抗战胜利的信心；它张扬了国威，粉碎了日军由华北长驱直下武汉，三个月灭亡中国的阴谋，“国际观感一新”；它争取了三个月的时间，使得长江下游的工厂和物资有了内迁的时间，这为长期抗战提供了一定的物质基础。淞沪会战也是我国抗战全面展开的标志。
