2月25日，蔣氏也令浙江省主席魯滌平在乍浦、鎮海、溫州等地加強防務，嚴密警戒。同日，鑑於瀏河一帶河岸適宜倭軍登陸，蔣氏特地致電囑咐十九路軍，注意瀏河方面防務，應準備3個團兵力。

經過22日廟行鎮一役，我國軍聲譽在國際上頓增十倍，連日各國輿論莫不稱頌我軍精勇無敵，而倭寇軍譽則一落千丈。

九一八事變後，由於蔣氏實行不抵抗政策，倭軍在東北如入無人之境。由此，倭寇本在一·二八淞滬抗戰爆發時竟揚言“三小時佔領閘北”“十二小時搞定滬市”，氣焰甚為囂張。但是，第十九路軍和第五軍將士發揚禦侮衛國的愛國精神，抱定“不抵抗無以為人，不抵抗無以救國”的決心，氣吞倭寇，血濺滬野，造成倭軍傷亡過萬。這一戰局的出現，讓不可一世的倭軍在國際上的所謂聲譽一文不值。

這時候十九路軍派出的敢死隊，潛水炸壞了倭軍艦隊出雲號，倭寇國內震動；且因勞師動眾，戰事難以速決。為此，23日，經倭寇內閣會議決定，火速派遣陸軍增援。於是參謀本部決定成立滬市派遣軍司令部，由前田中內閣陸相白川義則大將接替陸軍第九師團長，增派第十一師團、第十四師團和飛機一百多架來華，以便在滬市發動更大規模的進攻。

經過多次增兵，白川統率下的滬市倭軍兵力已達9萬餘人、軍艦80艘、飛機300架，戰鬥力驟增。當時我方守軍總兵力不足5萬，裝備又差，而且經過一個月的苦戰，傷亡比較嚴重，左側太倉瀏河地區江防又薄弱。白川汲取前三任指揮官正面進攻失利的教訓，決定從翼側瀏河登陸，兩面夾擊淞滬守軍。指揮第9師團等部正面進攻淞、滬，以第3艦隊護送第11師團駛入長江口，從瀏河口、楊林口、七丫口突然登陸，疾速包抄守軍後路。

3月1日，倭軍在閘北、江灣、廟行各方面都發動了進攻，用重炮、野炮、鋼炮以及飛機連續轟炸，步兵則乘勢進擊，白刃相搏，雙方傷亡均重；與此同時，白川密令第11師團，利用瀏河方面中國兵力單薄的弱點，在七丫口、楊林口、六濱口等地強行登陸，侵佔瀏河。瀏河的失陷，使我國軍隊側、後方均受嚴重威脅，於是，不得已於3月1日晚全軍退守第二道防線(即嘉定、黃渡之線)。2日倭軍攻佔滬市。3月3日，倭軍佔領真如、南翔後宣佈停戰。

3月1日，李增所在的江灣受到了倭軍飛機的猛烈轟炸，在倭軍的強火力攻擊下，防禦工事遭到了嚴重破壞，很多戰士都受了傷，自己簡單包紮一下就又投入戰鬥。倭軍這時趁著火力掩護進攻上來，戰士們都拔出刀和倭寇拼死一戰，倭寇兵揮舞著刺刀迎著頭就砍下來，小戰士用槍桿抵住用力往上一推，腳使勁的踹在倭寇兵的肚子上，往旁邊一骨碌站了起來，回手一刀扎進倭寇兵胸口。有的兩三個倭寇兵圍毆我部戰士一人，戰士無畏懼頑抗到底，雖然遍體鱗傷奄奄一息，依然趁其中一倭寇兵不備要了他的狗命，最終戰士也被殺害，此一戰肝髓遍野，雙方傷亡慘重。

因為瀏河失陷，為避免我軍過多傷亡，以便休整，上級提出撤退命令，李增部和其他兵團一起撤退到黃渡站後設立的第二道防線。

3月2日，因倭軍迫使我方後撤到第二防線，倭寇方態度又強硬起來，提出了四項苛刻條件，再次要求我軍隊先行後撤，才停止攻擊，倭寇撤兵只先撤至上海及吳淞地區，並不願受中立國監督撤軍。民國政府對此明確表示了拒絕。3日，倭軍再次發動進攻。同日，美國國務卿史汀生召見倭寇駐美大使出淵，指責倭寇一面接受國聯2月29日決議一面又繼續擴大軍事行動的做法。可是，他們不知道倭寇從來都是厚顏無恥不守信用！

3月3日，倭軍司令官根據其參謀總長的電示，發表停戰宣告。同日，國聯決議中倭雙方下令停戰。24日，在英領署舉行正式停