日军军部增援的3个半师团，10多万大军在10月1日登陆上海，半个月时间就是打不到大场，只是占领了蕴藻滨北岸大部分地区，并有一部在南岸突入约5公里。继续进攻下去就离大场不远了，此时如果国军不发动反攻压下去，一味死守虽然克可以推迟攻势但最后大场还是难于守住。

蒋介石白崇禧等人都认为应该马上反攻，问题是手上能打的部队没有了。中央军的精锐部队都打残了，以胡宗南第一军为例，罗店附近死守十天部队剩下10%，那些横扫各路军阀红军的老部队全都战死了。从昆山补充2000多陕西江西的新兵，激战一个月全军剩下不到2个团。其他中央军也都差不多防守都勉强进攻不可能了。

现在只能靠地方军阀部队里比较能打的部队，只有刚从广西广东赶来的两广部队了。桂系白崇禧非常有自信中央军能打仗桂军也不含糊，今天就让大家看看广西兵怎么大日本，主动向蒋介石强烈建议由自己部队为进攻主力。淞沪会战最惨烈的进攻作战开始，主力是刚到上海的桂军第48军，以及广东粤军叶肇的66军，还有18军夏楚中98师12个团。桂军此次调动2个军赶赴淞沪，其中第48军的173师和174师已打了蕴藻滨的防御作战，有部份损失但主力未损。主攻的就是这两个师。

桂军有“广西狼兵”的称号非常能打，擅长山地战使用轻武器熟练，作战意志特别顽强宁可打光绝不缴枪。日本人曾说桂军是国军中最有武士道精神的部队。主力部队的官兵素质很高，班长排长都是百战老兵，从死人堆里爬出来提拔的。甚至有打了七八年仗还是大头兵的。打仗就是打老兵这些兵油子能在残酷战争中活下来，本来就说明了有真本事打仗真不含糊。桂军基层军官年龄偏大但经验能力出众。当时中国军队最能打的自然是中央军，对于地方军阀部队战斗力有句名言：滇军黔军两只羊，湘军如虎桂军狼，恶狼还比猛虎强。

桂军在淞沪的防御作战表现一般，使用轻武器再能打作战意志再顽强，也抵挡不住日军海空陆军的强烈火力。桂军一个师几门山炮只能打1公里范围以内目标，还没日军迫击炮远。日军离得太远根本够不着，太近又被对方火炮打掉了。以日军最差的92步兵炮2700米足够对付了。况且这些炮数量很少实战没有用，最终干脆全部运回了广西去。

此次突袭是在21日夜，没想到日军第9师团也定在同时发动进攻。桂军2个师连同粤军，湘军在其他军队配合下，猛然向日军阵地全面冲锋。粤军湘军的突袭方向没有日军冲锋部队，也是日军次要阵地冲过去轻松将日军击退了1，2公里。但桂军进攻方向正好也是日军的进攻方向，双军正面突然遭遇桂军进攻极为凶猛，加上日军投放烟雾弹视线不良，因此很快演变为近战肉搏混战的态势。

这正好是桂军士兵所长饿狼兵冲入日军进攻部队中撕咬，双军激战几十分钟第9师团伤亡巨大，每个中队平均打剩一个小队全线溃败。桂军尾随日军溃军追击到日军防御阵地四面八方扑过去，军号和喊杀声震天动地勇猛难当，但正因如此吃了大亏。打硬战桂军数一数二的加上人数的优势，转为阵地攻坚战对方火力发挥出来，桂军再勇敢用轻武器也抵挡不住。这段阵地正是日军第9师团和第13师团的核心阵地，蕴藻滨以南的几乎所有重武器全部集中在此。

当桂军冲锋到日军阵地近前轻重武器开火，轻重机枪迫击炮掷弹筒形完整火力圈，加上远处重炮和机动坦克火力的支持，短时间内数千发发炮盖过来，上百万发子弹呼啸飞过。桂军一波波人浪进攻被打倒，前边的倒下后面的继续冲上来。桂军团长手持大刀手枪带头冲，在日军火力下遭遇了极大的伤亡。最后还是冲破日军阵地，但由于伤亡太大无法防守只得撤退。

但由于桂军冲锋极为猛烈日军守军精神上受到刺激，桂军冲锋部队被重机枪达成肉碎，后面士兵还是往机枪上不断猛冲猛撞。日军疯狂射击下打退桂军发现自己紧张到尿了裤子，机枪手发现枪管早已打的通红手也早被烫脱了皮。此次冲锋桂军两个师基本被打光，殉国2个旅长还有2个旅长受伤，团长更是伤亡10人之多，营以下官兵伤亡过半，这是国军反攻中伤亡最多的冲锋。殉国的两个旅长为170师510旅旅长庞汉祯少将，171师511旅旅长秦霖少将。淞沪一战桂军伤亡很重4个师伤亡超过6成，尤其基层排连长老兵基本战死退往嘉定休整。

反攻失败没能够歼灭渡过蕴藻滨的日军，也就无法阻挡日军继续攻击大场。日军主力在22日开始全面渡过蕴藻滨，集中所有可以使用的部队进攻，25日大场阵地的工事完全被日军摧毁。驻守此处的湘军18师和西北军冯兴贤33师全部打光，33师属于老杂牌战斗力弱但还是拼到最后。经过4日激战后全师9600人大部战死，师长冯本人也身受重伤。湖南部队18师传承湘军狠辣顽强作风，阵地战至最后一人全师打光，师长朱耀华在日军突破最后阵地时，开枪自杀殉国侥幸未死后残疾。

大场在国军付出重大伤亡下于26日失陷。但日军参战的5个师团又1个旅团伤亡高达4万人，处于一线的不过10多万人被打掉三分之一，101师团和第13师团都伤亡过半。大场失陷国军侧翼受到严重威胁，从10月26日开始，国军放弃北站到江湾一线阵地退守苏州河南岸。由此“淞沪会战”基本已经结束。国军主动收缩阵地准备按计划，向南京防线总退却进入“淞沪会战”最后的“撤退阶段”。