第19路軍總部在接到關於日軍發動進攻的報告後，蔣光鼐、蔡廷鍇、戴戟星夜步行趕至真如車站，設立臨時指揮部，依照原定部署，命令後方部隊迅速向上海推進。
29日天亮以後，日軍在裝甲車的掩護下，連續發起猛攻，日機也由航空母艦“能登呂”號起飛，對閘北、南市一帶狂轟濫炸，戰火迅速漫延。
守軍第156旅所部，頑強抗擊日軍的進攻，以集束手榴彈對付日軍的裝甲車，組織敢死隊以潛伏手段炸毀敵裝甲車，堅守每一陣地，並在炮火掩護下適時向敵實施反擊，打退日軍的連續進攻。
據日軍自供“戰鬥極為激烈”，“市街到處起火，火焰漫天，戰場極為淒慘。”
上午10時左右，日機投擲炸彈，商務印書館總廠和東方圖書館被大火焚毀，包括眾多古籍善本在內的30多萬冊館藏圖書被付之一炬。
日軍乾餘人在強大炮火和裝甲車掩護下，向寶山路、虯江路各路口猛烈衝擊，企圖占領上海火車北站。
北站為上海陸上交通樞紐，其得失關係整個閘北的安危。
29日下午2時，日軍趁北站火起向北站猛攻，中國守軍憲兵一個連與日軍激戰1小時後退出北站。
29日17時，第156旅主力加入戰鬥，進行反擊，奪回北站及天通庵車站，並乘勝追擊，一度攻占日軍上海陸戰隊司令部，迫使日軍退至北四川路以東、靶子路以南地區。
日軍首次進攻以失敗而告結束。
日軍進攻受挫後，29日下午英、美國領事出麵調停（上海市政府稱是日本領事請求，國聯報告書則稱係上海市長所請），中日兩軍達成了在29日夜20時停止戰鬥的協定。
十九路軍明知其為緩兵待援之計，隻因本軍也需調整部署，同意停戰。
同時十九路軍也加強部署，急令駐鎮江以東之第60師進駐南翔、真如一線，並將第61師調滬，駐滬之第78師全部投入前線，加強防禦，嚴陣以待。
前線焦灼的局勢讓日方心急如焚，為了取得戰果，日方先後進行了兩次增兵，淞滬地區的兵力一度達到了十萬人，而對麵的十九路軍隻有不到三萬人。
好在十九路軍也等到了他們的增援。
在日軍進行第一次增兵的時候，德械師第14師、25師就到達閘北穩固了防線。
而第36師則是在廟行取得了大捷，沉重打擊了日軍的氣勢。
日軍跟國軍在閘北血戰了一個星期，雙方都付出了慘重的傷亡，但是戰線都沒有變化。
並且在戰爭的第五天，日軍得知教導總隊進入了淞滬並且作為生力軍迅速突破了日軍防線，穿插到了日軍後方，威脅著前線的軍隊。
這隻部隊的戰鬥力極強，日軍派出一個甲等師團居然都沒有能夠推動起防線。
感到大勢已去的日軍不得不決定撤退。
3月3日，日軍司令官根據其參謀總長的電示，發表停戰聲明。
同日，國聯決議中日雙方下令停戰。24日，在英領署舉行正式停戰會議。
這次會議德國也參加了，當然是為了主持公平正義而不是照顧自己的金主。
因為中國守軍有了德械師的增援打的比曆史上還好，把部分日軍趕出了淞滬。
加上德國的偏袒，英國此時正在暗中備戰也不想這時候跟德國徹底鬨掰，於是默認了德國的態度。
所以最後日本方麵隻得同意退出淞滬地區，承認中國對於上海的主權。
此時像曆史上把上海設為非軍事區的條件也沒有爭取到。
也就是說，在打了一個月後，日本灰溜溜地退出了上海。
來的時候有多麼囂張，走的時候就有多麼狼狽。
常凱申對此也是非常高興，南京的總統府的晚上都少見地少了娘希匹的聲音。
對於法肯豪森常凱申也是進行了嘉獎，愈加信任。
不過日本方麵就沒有這麼愉快了，這次的失利算是給了他們響亮的一耳光，逼迫他們開始審視自己和旁邊這個巨大鄰居之間的實力對比。