一九三二年一月二十八日的一夜激战，双方在闸北地区进行了你争我夺的殊死搏斗，日本人利用自己军事上的优势多次攻占了虬江路、宝兴路以及青云路、横滨路，但十九路军的张君嵩团与之进行了生死拼搏，上海的义勇军配合十九路军进行了顽强的短兵相接的拼杀，虽然自己遭受重大伤亡，但短兵相接避开了日军武器上的优势，充分发挥了十九路军士兵和义勇军的威猛的不怕死精神，给日本人以惨重的杀伤，义勇军凭借地利人和，又是野战、巷战，机动灵活地在日本人意想不到的时候，意想不到的地方出现，这种出其不意的袭击，使日本人心惊胆战，所以双方的一夜混战，日本人往往经不住严重伤亡而放弃占领的阵地。
战至二十九日清晨，盐泽幸一下令海军第一遣外舰队航空母舰上的飞机出动轰炸闸北地区，几十架飞机在闸北地区轮番轰炸，使这一地区成为一片火海，一幢幢房屋被炸毁，损失最惨重的是位居闸北的中国商务印书馆。商务印书馆里馆藏许多宋代、元代、明代的古籍，有许多是孤本古籍，在这次轰炸中多数被焚毁，这是非常令人痛惜的，尤其令人愤慨的是日军趁火打劫，用汽车抢走了大批古籍。
鏖战一夜震动了整个上海，上海战争一打响，上海各报记者纷纷采访上海市政府，要求市长吴铁城表明对战事的态度。吴铁城面对记者脸色凝重，长久不发一言。记者纷纷谴责日军无视国际法，无故出兵侵犯中国主权，要求是政府支持十九路军抵抗日军的侵略。吴铁城说：“日军进攻十九路军是继九·一八事变后的又一次严重事件，我是上海市市长，愿意不惜牺牲自己的性命，以保全上海之安全。”
吴铁城一面向南京报告上海的战况，一面为十九路军反击日寇展开外交攻势，他向日领事署就日军向中国上海驻军进攻提出严重抗议，并将这一严重事件通告驻上海各国领事，通告云：“日本海军昨晚十一时二十五分，在闸北向华界进攻，所有破坏和平，妨碍本市安宁的一切责任当由日方负责之。除向日领事提出抗议外，相应函达，即烦查明，主持公道。此致（英）彼约翰、（法）柯克林、（美）克银汉、（意）韦理得驻上海领事。”
美英法意等国驻上海总领事接到上海市政府的通告信函，联合向日本领事馆提出质询，特别是法国领事柯克林严厉谴责日本飞机今晨在法租界扔下炸弹。
日本海军部迫于国际社会的压力发表声明，这个声明本来是想在战胜中国之后发表的，但现在只好发表这个声明以搪塞国际社会的指责，日本海军部声明说：“中国各地排日运动，实为无武装之战争，我海军不得已采取军事行动，以保护日本人的生命安全和利益，日人实属忍无可忍也。
日本人一面以声明对付国际上的压力，以免进一步强化战争，以求军事上的胜利。盐泽认为只要在战场上取得胜利，任何国际压力都在既定事实面前消失，相反，会因日本人的胜利而提高日本军威，从而震撼国际，所以天亮以后，日本航空母舰上四十多架飞机在闸北上空轮番轰炸。
经过一夜战火洗礼的上海，太阳迟迟没有出来，冰冷的清晨，天空弥漫着浓雾，那像雨又像雾的闸北上空，大家看不见空中的飞机，只听得浓浓的乳白色的云雾里，一片轰隆隆的飞机马达声，接着是震撼大地的炸弹爆炸声，接着是冲天的火光，是撕心裂肺的人们的惨叫。
盐泽幸一相信他的飞机的狂轰滥炸，会将十九路军的阵地摧毁，会使中国军队受到沉重的打击，会迫使上海人民反对十九路军引发战争，会使上海市政府屈服于战争而请求停战。一切的战争罪犯他们都希望用战争的残酷使人民屈服，但他们忘了，一切非正义的战争最后都是要被人民消灭的，一切战争的狂热者，从他们发动战争哪一天起，他就在为自己挖掘坟墓。
数十架飞机的狂轰滥炸造成了重大的财产和人员伤亡，但日本的飞机也像坦克一样并没有像盐泽想象的那样使他在战场上有转机。由于大雾迷漫，飞机看不清地面上的军事目标，投掷炸弹带有很大的随意性。二十九日清晨一颗炸弹又一次误投到了法租界一幢三层楼的旅店的屋顶上，掀起了一个大洞。法国领事柯克林向日本领事村井提出严重交涉，要日军停止轰炸，赔偿损失。村井辩解说法租界旅馆屋顶没有标识，是误炸，柯克林说屋顶插有法国国旗。日本人的飞机也时有把炸弹扔到英美租界里，美国领事克银汉扬言要让美国军舰上的海军陆战队登岸保护美国侨民的安全。并同英国领事彼约翰磋商对日制裁。盐泽幸一受到上海欧美势力的威胁，命令飞机低空飞行轰炸，但这给了十九路军用高射炮，甚至用机枪击落日机的机会。六团刘长江营在宝兴路就用高射机枪击落一架低飞的日本飞机，他们没有想到高射机枪能击落天上急速飞行的飞机。清晨八时许，日机几乎是掠着屋顶飞行，妄图炸掉十九路军在宝兴路的军事据点。由于日机的狂轰滥炸，刘营长命令士兵们躲在掩体里、壕沟里躲避轰炸，原以为飞机在高空看不见地面上的据点，不想一架飞机像是窜入地面抓小鸡的老鹰直冲他们飞来，士兵们情急之下端起机枪就像冲下来的飞机开火，密集的枪弹向机头射去，飞机来不及扔下炸弹昂头向高空飞去，不久就听到一声巨响，飞机在不远处坠落了，大家看到一阵强烈的火光在那里穿透迷雾腾空而起，大家欢呼起来。
接着通天庵车站吴履逊营，李上珍的宪兵营也传来消息，他们用高射炮击落了从虹口机场起飞的两架日本战斗机。到八点半，蔡廷锴向南京军政部报告一夜战况时，说击落日本飞机七架，截获日军坦克、装甲车三辆，炸毁坦克五辆，日军伤亡估计在五百人左右。但十九路军亦有三百余人伤亡，市民伤亡在千余人左右。真茹车站一火车头和三节车厢被炸毁，商务印书馆的大火仍在熊熊燃烧，由于飞机的轰炸市民无法救火，日军正用七八辆汽车在抢劫书馆残存的典籍，宪兵排长王天雄奉命带着一个班的士兵突入商务印书馆袭击正在抢劫的日军，但不见王排长带人回来，估计与日军激战后全部牺牲。
两个多小时的狂轰滥炸之后，日本人发动全面的地面进攻和阵地争夺。二十九日凌晨，日军陆军司令植田奉盐泽之命来通天庵指挥日军进攻，三千多日军被吴履逊和李上珍营阻击在青云路口不能前进，不但损失了四辆坦克、装甲车，而且有上百人伤亡。植田看了看地形在夺取通天庵车站的路上，吴履逊和李上珍营用被炸毁的日军坦克、装甲车构筑路障，堵住了日军的进攻，守住通天庵路口。吴履逊用铁轨深深打入地底做地桩，以铁轨钢架阻拦日军的坦克进攻。植田认为中国军队对坦克的威力缺乏基本的了解，这些障碍不可能阻挡坦克的前进，植田担心的是深壕和地雷，以及障碍物后面的军队。植田采用了盐泽的办法，充分利用大炮进行远程轰炸，初步消灭中国军队的设施和有生力量。经过一阵狂轰猛击之后，便命令剩余的三辆坦克在前面开路，如果有地雷和陷阱便做自杀式的冲锋，为后继部队开路。
坦克开足马力隆隆前进，钢轨架起的路障轻而易举地被摧毁了，宪兵营用废坦克做的路障也被推在了一旁，他们又来到了通天庵车站。李上珍还像前次一样把坦克放进来活捉，但他想错了，前次是黑夜，这次是大白天，一切地形目标日本人都看得清清楚楚，同时这次日本人采用的是集团冲锋，而李上珍和吴履逊的阵地又被炮火所摧毁，不能对日军的进攻组织有效的阻击。中国军队在日军的强大攻势下，终因寡不敌众，厮杀一个多小时后退出了通天庵车站。余立奎听张团长说通天庵车站危急，二话不说，带领一千多义勇军前往助战。义勇军都是上海本地人，地形熟悉，它们巧妙利用建筑物和壕沟做隐蔽，分散潜入通天庵车站，用自制的手雷和手榴弹袭击日军。这些义勇军潜入通天庵车站用游击战术打鬼子，使日军甚为恐惧，但车站毕竟地方狭小，隐蔽藏身的地方也有限，日军进行一番清洗便控制了车站。但在浓雾中日军机却把炸弹投进了车站，是日军遭受了重创，这让植田很恼火，他命令在车站屋顶上插上日本国旗，并派人在屋顶挥舞战旗指挥日机轰炸。
飞机轰炸之后，张君嵩组织二营和宪兵营对日军进行反攻，想夺回通天庵车站，蔡廷锴要师长区寿年亲临前线指挥。区寿年知道据守通天庵车站的日军很多，十九路军只有两个营的兵力，而且这两个营已经受到严重损伤，靠他们是不足以打退日军，夺回通天庵车站。事实也证明了这点，张君嵩组织两次进攻都被打了回来。区寿年便把驻守南翔的黄茂权紧急调来，恰好这时应军总部紧急命令调来的六十一师路过闸北去江湾驻防，区寿年和毛维寿商议先联合消灭掉通天庵车站的日敌再去江湾。毛维寿也在考虑，不消灭通天庵的日军就去不了江湾，即使冲过去了，这股日军将来也会成为六十一时的后患，于是两军决定联合作战。
盘踞在通天庵车站的日军虽有两千人，但经不起六十一师和七十八师联合进攻，植田的顽固防御被摧毁，张君嵩、黄茂权组织两团兵力追击，淞沪路、黄陵路的日军也望风而逃，日军设在黄陵路的本部也被二营吴履逊的部队占领，日军从商务印书馆抢来的两汽车书籍因仓惶逃窜也丢弃在路边。黄茂权率团向据守四川路的日军发起进攻，从福生路、虬江路败逃的日军在黄茂权团的追击下往四川北路退守，隐蔽在虬江路的一营刘长江从中杀出，把败逃的日军截为两段，落在后面的一股日军被一营和黄茂权团消灭，跑在前面的日军也无心回援逃进了四川北路。
一营和黄茂权团乘胜追击，但在吟桂路和川公路遭遇到日军的顽强抵抗，战斗十分激烈，特别在川公路街一带战斗尤为惨烈。在广东路街横卧于街道巷口的日军尸体触目皆是。日军终于抵挡不住中国军队的凌厉进攻，设在北四川路日本小学内的临时本部，盐泽惧怕被中国军队包围而放弃，他只好凭籍“华军不得进攻公共租界”的上海国际公约条款，在北四川路的大德里停驻。
经过近三个小时的激战，日本海军陆战队在二十八日深夜及二十九日凌晨凭借优势兵力侵占的闸北的街道路口全部被夺回。
盐泽幸一没有想到经过数小时的狂轰滥炸后，中国军队还能发起如此强大的军事攻势，他一面令空军进行第二轮轰炸，以阻止中国军队继续进攻，一面在虹口海军司令部召集军事会议商讨对策。
在军事会议上，盐泽从各路兵员损失的情况看，知道自己军队损失惨重，植田说海军陆战队损失近五分之一，同时他认为蔡廷锴已调来了援军，否则不可能发起如此强大的全面反攻。他认为日军凭现有兵力无法击败中国军队，夺回闸北阵地。第三舰队司令野村吉三郎认为初战失利在于轻敌，现在日军从优势转为劣势，凭现有兵力继续进攻，不但达不到用军事手段迫使中国军队撤离上海的目的，还可能因此遭受更惨重的损失，他建议暂时停战，紧急电告东京求援。