１o月４日，日军第９、第３师团已将进攻正面旋回至向南方向。
松井石根进一步制定了攻击大场镇的作战计划。其方针是：“主攻保持在第３师团右翼方面，即在顾家宅至大场镇公路以西地区。预定１o月６日或１２日前后开始总攻。击败大场镇附近敌人，迅速进入苏州河一线，消灭上海北面地区的敌人，尔后以约１个师团的兵力封锁上海西南面，以主力攻击南翔。”１o月５日至８日期间，日军第９、第３师团不断向蕴藻浜地区进攻，企图占领蕴藻浜北岸，以作为总攻的进攻出发地位。
此时日本海军航空兵基本上掌握了制空权，第３舰队与“上海派遣军”订立了协助陆军地面作战的协定，规定第１２、第１３航空队直接支援第３、第９师团的作战。因而，中国军队的防御作战更为艰苦。
在日军陆、空火力猛烈袭击下，第一线的阵地不断被火力摧毁，各部队的伤亡也急剧增多，教导旅（属第６６军）、第７７师、第５９师、第９o师、第６７师均分别撤至嘉定附近地区整补，另以新到部队接替防务。
陈辞修于１o月８日对左翼作战军又作了新的调整：“甲、右地区总指挥胡宗南，副总指挥黄杰，指挥第１军第１师，第１７师、第３２师及第６１师、第８师、税警总团。乙、中央地区总指挥薛岳，副总指挥叶肇，指挥第５７师、第１３师、第９师，第６６军、第６师、第１３５师。丙、左地区总指挥罗卓英，副总指挥刘和鼎，指挥第４４师，第６o师，第５１师，第５６师，第２８师，第１１师，第１４师，第６７师，第９８师，独立第３４旅，保安第４团，步兵炮团１、２、３营，战地情报防御炮２连，高射炮第２、第１o连。丁、炮兵总指挥刘翰东，指挥炮兵第３团之１营、炮兵第４团、炮兵第１６团、独立炮兵第１o团（欠２营）、教导总队炮兵营、炮校练习队之第２连。戊、总预备队总指挥吴奇伟，副总指挥王东原，指挥第４军第６９师、第９o师及第１５师、第７７师（多为整补中的部队）。”
就在陈诚调整部署的当日，日军向蕴藻浜地区发动总攻，在海、空火力支援下，其主攻方向上的第９师团从陈家行以东突破了蕴藻浜北岸阵地，强渡蕴藻浜，占领了黑大黄宅附近约１公里的滩头阵地。
在中国军队的顽强抵抗下，日军进展极为困难，第９、第３师团只能采用对壕作业的方法，一米一米地向前推进。
在战斗中税警总团、第１６师、第８师损失较重。如第８师仅余官兵数百人，许多旅、团长负伤。
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１o月１４日，由第１９师、第１师及新到的第２o军的第１３４师、第１３３师接替，原部队撤至北新泾镇、江桥镇附近整补。
日军对蕴藻浜阵地的突破，使中央作战军的左侧背受到威胁，因而第三战区将新到达的第２１集团军投入该方面，并于１o月１４日下达了第４号作战命令。命令内容如下：
“（１）本军应先行巩固现阵地，再图扑灭蕴藻浜南岸敌军，恢复刘行、罗店之原阵地。
（２）右翼军应巩固沿江、海岸一带地区之守备，打破敌上陆之企图，并利用浦东、黄浦江岸阵地，对敌根据地及敌舰实行扰乱射击。松江附近阵地带及嘉、乍阵地战区工事之构筑，应迅速完成计划。
（３）中央作战军应先巩固蕴藻浜南岸之阵线，并迅速加强彭浦至大场及江湾至大场，至老人桥，至新泾桥，至陈家行一带预备阵地，再着主力由唐桥站以西地区转移攻势，扑灭蕴藻浜南岸之敌，向刘行以南地区进展。另以一部担任沪南、沪西一带之警戒与守备，及黄浦江西岸阵地之构筑。
（４）左翼作战军应先以一部担任江岸之守备，主力先巩固原阵线，并加强南翔至马陆镇，至登新桥，至沿新泾河，至浏河镇之预备阵地，再协同中央军转移攻势，向刘行、罗店一带地区进展。
（５）第１１军团应以主力担任江岸之守备，一部构筑吴福阵地野战工事及昆支阵地，并积极设备太湖地区之防卫。
（６）扬子江两岸江防队，应严密江阴附近之封镇，并担任江岸之守备，另以一部构筑江阴要塞地带之野战工事。
（７）炮兵队应以主力于小南翔以东地区，一部于马陆镇附近占领阵地，须能以全火力指向唐桥站以西蕴藻浜南岸及广福以南地区，支援第２１集团军及第１９集团军之战斗。对敌炮兵之制压，应于短时间内行急袭射击。”作战地境：右翼作战军与中央作战军分界线同前；中央作战军与左翼作战军分界限为南翔汽车站至小南翔、唐家桥、陈家行、杨家宅、刘行南岸相连之线，线上属中央作战军。
第三战区将蕴藻浜南岸地区划归中央作战军后，朱绍良即按第４号命令的军队区分，将蕴藻浜南岸的部队统归第２１集团军总司令廖磊指挥。
经１５日至１８日激战，第１３３、第１３４两师因损失惨重，后调至南翔地区整补，由第１７３、第１７４两师接防。后两师系桂军系统第４８军的主力部队，新由广西