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十九路軍全殲日軍一個旅團的消息傳出后，全國各地的報紙、報刊和電台立刻大肆報道，始終關注著上海戰事的全國民眾看到了戰勝日軍的希望，紛紛來電來函表示祝賀，附近的上海各界救國組織更是冒著敵人的炮火到前線勞軍，使部隊的士氣高漲。在國民政府的刻意安排下，駐上海的英美等西方國家的記者也對這一戰役進行了詳細的報道，文章中不吝筆墨用很大的篇幅對中國軍隊的戰鬥力和英勇抗敵的無畏精神進行描寫，並且充滿了讚譽之詞，而對日軍則往往一筆帶過。在這種情況下，西方列強開始對日本軍隊的戰鬥力產生懷疑，有些國家的軍事觀察員甚至認為日軍只是一支三流的軍隊。

10月1日，日軍集中第三師團、第13師團和第101師團一部，在空軍轟炸機的掩護下，強渡蘊藻浜，向大場、南翔進攻，妄圖切斷江灣地區中國守軍與外界的聯繫，然後聚而殲之。

第和圖書18旅團被殲滅使日軍第九師團幾乎完全喪失戰鬥力，剩餘的兵力非但不能滿足攻勢作戰的要求，而且連阻擋十九路軍繼續前進的能力都沒有。在萬不得已的情況下，上海派遣軍司令部只好命令第九師團和第101師團後撤，採取守勢，使防線處於海軍艦炮的射程內，接著從右翼抽調兩個步兵聯隊加強到第九師團，總算暫時把防線穩定住了。

然而，10月15日，日軍集中優勢兵力，再次強渡蘊藻浜，然後突破第66軍教導旅的防線，成功突入中國軍隊的防線，戰局再度告急！

蘊藻浜是上海地區僅次於黃浦江和蘇州河的第三大河，全長30多公里，與京滬鐵路和淞滬鐵路構成一個三角形，是上海北郊的交通樞紐。

此時的第九師團就如同一隻龜縮起來的刺蝟，使十九路軍無處下口。孫百里根據戰場的形勢命令部隊暫停攻擊，後撤到日軍的艦炮射程外，構築牢固的和_圖_書工事，準備與日軍作持久戰。隨後，孫百里建議戰區司令長官部，認為日軍從右翼抽調兵力支援左翼，顯然兵力不足，是否可以從右翼發起攻勢，力求殲滅日軍一部，取得戰場的主動權，因為這裏遠離黃浦江，日軍的海軍無法進行有效的支援，同時，江南的秋天已經來到，陰雨天氣多，限制了敵人空軍的發揮。

駐守該地的中國軍隊第八師，第59師和第67師以及稅警總團等部隊奮起抵抗，與日軍浴血激戰，但是由於武器裝備的處於劣勢，損失慘重，無力再戰，相繼退出陣地，戰區司令部只得從左翼抽調第61師等部接替防務。

日本上海派遣軍司令松井石根鑒於第九師團進攻失利，知道從側翼突破中國軍隊防線，分割包圍中國軍隊的企圖肯定無法實現，而手頭的兵力又不足以發動全線進攻，於是決定改變分割包圍的計劃為中央突破，集中兵力進攻蘊藻浜一線和_圖_書。

而日本上海派遣軍司令部已經把十九路軍列為頭號威脅，命令空軍出動轟炸機，不斷轟炸其陣地，最大程度地削弱其戰鬥力。同時，在新的增援部隊到來前，嚴令第九師團始終在艦炮的射程內作戰，無論中國軍隊如何引誘，絕對不可越雷池一步。

淞滬會戰打了將近兩個月，日本但是在陸軍方面就投入五個師團，但是雖然憑藉武器裝備的優勢，把中國軍隊的進攻全部擊退，並且在後期迫使中國軍隊一再後撤，但是中國軍隊前仆後繼、悍不畏死的頑強抵抗，也給一向自詡無敵的『皇軍』極大殺傷。上海始終還在中國軍隊的控制當中，戰事久拖不決大大超出了日軍統帥部的預料。在開戰之前，日本政府曾經狂妄地預言，只需要三個月的時間就可以完全解決中國，卻沒想到僅僅在上海就打了一個多月，現在又有一個旅團被中國軍隊全殲，日本舉國上下頓感顏面盡失。為了儘快結束上和_圖_書海戰事，不使『三個月滅亡中國』成為一句空話和笑柄，給日本政府稍微挽回一點顏面，日本統帥部決定再次增兵。

然而，戰區司令部卻認為，淞滬會戰的目的是用陣地戰消耗殲滅日軍，需要持久作戰，不能冒險，並且向孫百里強調，這是按照德國顧問的建議制訂的指導方針！司令部的答覆使孫百里感到非常無奈，如果一味地消極防守，和裝備精良的日軍打陣地戰，如何能夠取勝？孫百里的心頭不由得蒙上一層陰影，全殲第18旅團帶來的喜悅也被沖得一乾二淨。

淞滬會戰開始以來，中日兩國都採用的是逐次增兵的添油戰術，而日本更是始終沒有放棄以華北作為戰略重點的指導思想，然而，第九師團遭受重創之後，日本統帥部意識到，如果不及時調整戰略部署，很有可能輸掉這次會戰。最後，日本統帥部決定改變作戰重點，把華北的主力師團調至上海，以華中為突擊目標，首先在上海擊潰和圖書中國軍隊，然後沿長江西進，攻佔中國的首都南京，迫使中國政府投降。

第61師進駐陣地后，依靠不亞於日軍的裝備和頑強的作戰意志，經過數晝夜血戰，終於遏制住日軍的工事。

十九路軍雖然一戰成名，但是在殲滅第18旅團的戰鬥中也同樣損失慘重，傷亡5000餘人，雖然戰區司令部對部隊進行了補充，可是孫百里尷尬地發現，居然大部分的新兵連槍都不會放，如果這樣送到戰場上去，等於給日軍做活靶子，最後只好全部補充到各師的新兵營進行訓練。儘管如此，為了減輕友軍的壓力，十九路軍各部輪番上陣，猛攻第九師團和第101師團防線，把日軍死死地拖在這裏。通過連日的戰鬥，孫百里發現自己的部隊在防守的時候基本上沒有太大的問題，但是進攻的時候就顯得心有餘而力不足，面對日軍堅固的堡壘和密集的火力，沒有有效的突破手段，究其原因，就是缺乏坦克裝甲車這類重型裝備。