“九一八”事变后，上海的学生、工人和群众纷纷集会示威，抵制日货。1931年10月，日本派遣军舰4艘到上海示威，开进长江，向江阴要塞扫射，接着又将部分军舰集结在汉口，举行陆战队武装演习。
1932年1月5日，“九一八”事变策划者之一坂垣征四郎急于转移舆论对“九一八”事变的注意，在东京受到裕仁天皇破格接见后，授意日本驻上海公使馆陆军辅助武官田中隆吉少佐在上海“搞点事”。1月18日，川岛芳子唆使日本日莲宗两名僧侣与3名信徒到上海公共租界东区的华界三友实业社总厂，观看工人义勇军操练，并投掷石块挑衅，引发冲突。冲突中日方一人死亡，一人重伤，此即所谓“日僧事件”。
1月20日凌晨2时许，数十名日侨青年同志会成员放火焚烧了三友实业社，砍死一名砍伤两名组织救火的工部局华人巡捕。当天下午，田中隆吉煽动1000多名日本侨民在塘沽路日本居留民团集会，并沿北四川路游行，前往该路北端的日本海军陆战队司令部，要求日本海军陆战队出面干涉，走到靠近虬江路时，开始骚乱，袭击华人商店。
1月26日，日军总参谋长载仁训令日本驻上海第1遣外舰队司令盐泽幸一“行使自卫权利”。此前，日军已在上海集结了军舰23艘，飞机40余架，海军陆战队1830余人及武装日侨数千人，分布在日租界和黄浦江上。1月28日，日海军省下令调航空母舰“加贺”号、“凤翔”号，巡洋舰“那珂”号、“由良”号、“阿武隈”号及水雷舰4艘从本土出发，开赴上海。
1月24日，日本特务焚烧日本驻华公使重光葵在上海的住宅，诬称中国人所为。27日，日本驻上海总领事村井通牒中方28日18时前给予答复，否则采取必要行动。上海市长吴铁城于28日13时45分复文村井，全部接受日方提出的无理要求。1月28日夜23时零5分，村井回信给吴铁城表示“满意”，却又要中国军队必须撤出闸北。吴铁城接到回信已经是23时25分。23时30分，不等中方答复，盐泽幸一率日本海军陆战队并以20余辆铁甲车为前导，分兵五路，向闸北各路口发动进攻，第19路军78师156旅张君嵩团，当即猛烈还击。战事爆发。
第19路军由蒋光鼐任总指挥，蔡廷锴任军长。该军下辖第60师，驻防苏州、常州一线；第61师驻防南京、镇江一线；第78师驻防吴淞、闸北、南翔一线。全军共33000多人。该军卫戍京沪后，抗日决心坚定，但对敌情知之甚少，1月15日开始部署，而此时距日军发动进攻的时间不足两周。1月23日，蔡廷锴、蒋光鼐及淞沪警备司令戴戟召开驻沪部队营以上军官紧急会议，向全军发出密令：“我军以守卫国土，克尽军人天职之目的，应严密备战。如日本军队确实向我驻地部队攻击时，应以全力扑灭之。”
战事爆发后，蒋光鼐、蔡廷锴、戴戟星夜赶至真如车站，设立临时指挥部，依照原定部署，命令后方部队迅速向上海推进。
29日晨，日军在装甲车掩护下，连续发起猛攻，日机对闸北、南市一带狂轰滥炸，战火迅速漫延。守军第156旅所部，顽强抗击日军的进攻，以集束手榴弹对付日军装甲车，组织敢死队以潜伏手段炸毁敌装甲车，坚守每一阵地，并在炮火掩护下向敌实施反击，打退了日军的连续进攻。上午10时左右，日机投掷炸弹，商务印书馆总厂和东方图书馆被大火焚毁，30多万册馆藏图书付之一炬。日军千余人在强大炮火和装甲车掩护下，向宝山路、虬江路各路口猛烈冲击，企图占领上海火车北站。下午2时，日军向北站猛攻，我守军宪兵一个连与日军激战1小时后退出北站。17时，第156旅主力加入战斗，夺回北站及天通庵车站，并乘胜追击，一度攻占日军上海陆战队司令部，迫使日军退至北四川路以东、靶子路以南地区。日军首次进攻以失败而告结束。
日军进攻受挫，通过英、法、美领事斡旋，于29日20时提出停战要求。19路军知其为缓兵待援之计，因本军也需调整部署，同意停战。同时急令驻镇江以东之第60师进驻南翔、真如一线，并将第61师调沪，驻沪第78师全部投入前线，加强防御，严阵以待。
1931年12月，蒋介石因“九一八”事变下野，由孙科接组南京政府。孙科难以应付九一八事变后复杂困难的局面，尤其财政陷入困境，军费已积欠两个月。1932年1月25日，孙科提出辞职。1月28日，国民党中央政治委员会接受孙科辞职，1月29日，蒋介石复出，国民党中央政治会议任命其为军事委员会委员长，冯玉祥、阎锡山、张学良为委员，负责调动军队，指挥作战，汪精卫继任行政院长。当夜“一·二八”事变爆发。
1月30日，蒋介石发表《告全国将士电》，表示“愿与诸将士誓同生死，尽我天职”。同日国民政府发布《迁都洛阳宣言》，表示绝不屈服，并自该日起将国民政府部门迁往洛阳，但军委会和外交部留驻南京，由军政部长何应钦和参谋总长朱培德共同指挥。
1月31日晨，日军航空母舰“加贺”号和“凤翔”号搭载30架战机抵达上海，下午4时，巡洋舰“那珂”号、“由良”号和“阿武隈”号及水雷舰4艘抵沪，2000多陆战队员登陆。
2月1日，蒋介石在徐州召开军事会议，讨论对日作战计划。4日，军委会划分全国为4个防卫区：第1防卫区为黄河以北，张学良为司令长官；第2防卫区为黄河以南、长江以北，蒋介石为司令长官；第3防卫区为长江以南与闽浙两省，何应钦为司令长官；第4防卫区为两广，陈济棠为司令长官。并决定：“各司令长官除酌留部队绥靖地方外，均应将防区内兵力集结，以便与暴日相周旋，同时，并电令川、湘、赣、黔、鄂、陕、豫各省出兵做总预备队。”
日军兵力增加后，于2月3日上午8时，再度向闸北、八字桥、江湾的第60师阵地猛攻，被守军击退，但闸北守军伤亡亦大，3日下午第60师120旅接替闸北防务，宪兵第6团担任曹家渡、中山路警戒；156旅撤离闸北，其第5团增援吴淞，第6团撤至金家角地区休整。日军进攻闸北的同时，还将战火扩大到吴淞。上午10时，20多艘日舰协助航空队向吴淞炮台进攻，国军击沉日舰1艘，伤3艘，当时调归156旅第4团指挥的第88师高射炮连击落日机一架；炮台损失大炮3门。
2月4日，日军发动第一次总攻，战火扩大到江湾、吴淞一线。激战竟日，吴淞露天炮台被摧毁，但在守军抵抗下，日军始终不能登陆.此次总攻被粉碎后，盐泽幸一被撤职，第三舰队司令官野村中将接任其职。
2月5日上午9时，中央空军第6、7队的9架飞机从南京明故宫机场起飞，赴上海参战。机群经过昆山，与日海军航空队发生短暂空战。11时降落上海虹桥机场，正加油挂弹准备出击日舰，突然日机来袭，战机随即升空迎战。战斗中刚完婚的副队长黄毓铨因机械故障坠机牺牲，成为中国空军对日抗战殉国第一人。
2月11日下午，日军在闸北狂轰滥炸的同时，向蕴藻浜、曹家桥一线大举进攻.第19路军勇猛抗击，双方肉搏，战况极其激烈。日军终在当晚被全部击退。13日，日陆军一个大队一度越过蕴藻浜、纪家桥一线，当即遭到第61师张炎旅的夜袭，敌军溃败。至此，日军企图从几路包抄吴淞中国军队的计划被粉碎。
日军总参谋长载仁急令陆军第9师团火速增援上海。2月13日，师团长植田谦吉与第一梯队到达上海港。16日，该师团在吴淞登陆。日军海陆空兵力已达30000人，飞机60余架。14日，中国政府任张治中为第5军军长，率所部第87、88师及中央陆军军官学校教导总队增援上海，16日第5军军部抵达上海南翔，归第19路军统一指挥，接替从江湾北端经庙行至吴淞西端的防线，为左翼军；第19路军为右翼军，担负江湾、大场以南及上海市区的防御。18日，蒋介石命中央驻蚌埠、江西的空军全数连同广东方面支援上海的飞机飞沪参战。
植田谦吉要挟中国守军于20日前撤退20千米，被蔡廷锴、蒋光鼐严词拒绝。20日晨，植田谦吉令日军全线总攻，以第9师团主突江湾、庙行结合部，企图北与久留米旅围攻吴淞，南与陆战队合围闸北。日军先以火炮轰击，继之以步兵协同坦克，分两路进犯张华浜一线和杨树浦一线，均被击退；闸北日军死伤枕籍。
21日，植田谦吉指挥步兵数千人向守军阵地冲击，试图包抄江湾镇，被守军击溃，另生俘日军官兵数百人。22日，第9师团倾巢出动，犯第5军88师庙行阵地，日机轰炸竟日不停，数千发炮弹轰击守军阵地。张治中指挥孙元良旅、宋希濂旅和第19路军61师三面夹击，敌遭惨败，庙行阵地转危为安。日军第9师团及久留米旅团伤亡惨重。此即庙行大捷。
日本第3舰队旗舰“出云”号被第19路军敢死队潜水炸伤。日本内阁决定，火速派遣陆军增援。参谋本部决定成立上海派遣军司令部，由白川义则大将接替植田谦吉，增派第11师团、第14师团和飞机上百架来华。
增兵后，白川义则统率下的上海日军兵力达70000余人、军舰80艘、飞机300架。守军不足50000，装备差，经一月苦战，伤亡严重。白川义则汲取前几任指挥官正面进攻失利的教训，决定从翼侧浏河登陆，两面夹击淞沪守军。指挥第9师团等部正面进攻淞沪，以第3舰队护送第11师团驶入长江口，从浏河口、杨林口、七丫口突然登陆，疾速包抄守军后路。
淞沪抗战爆发后，国民政府任命陈铭枢担任京沪铁路防卫，为左翼军总指挥，蒋鼎文为右翼军总指挥。蒋鼎文率领第2军、第14军自江西移师沪、杭，在川沙、枫泾、吴江构筑第一线阵地，并于嘉善、平湖、乍浦构筑第二线阵地，积极布防，策应第19路军抗战。
3月1日，日军在闸北、江湾、庙行发动进攻，用火炮和飞机连续轰炸，步兵乘势进击，双方伤亡均重。同时，白川义则密令第11师团，利用浏河中国兵力单薄的弱点，在七丫口、杨林口、六滨口等地强行登陆，侵占浏河。浏河的失陷，使中国军队侧、后方均受严重威胁，不得已于3月1日晚全军退守第二道防线。2日，日军攻占上海，3日，日军占领真如、南翔后宣布停战。
3月3日下午2时，日本发布战命令。国联按计划召开讨论中日问题的特别大会，大会通过在上海停战、缔结协定及日军撤退的决议。
4月30日，国联大会一致通过了19国委员会所拟定的关于上海停战和撤军的决议，日本代表弃权，其他各国均投赞成票。
国民政府行政院长汪精卫、军事委员会委员长蒋介石等以事变期间红军发动赣州战役为借口，确立了“攘外必先安内”的政策。