空中的激战伴随的是地面的激战，重炮掩护下，八十八师宋希濂指挥三十六师以陈瑞和旅为先锋，以212团顾葆裕向日本坟，以213团李志鹏向八字桥进攻，以杨光钰旅的216团胡家骥向法学院进攻，以215团刘英为预备队，三团并进。
八十八师加强九十八师之294旅在杨树浦向沪江大学和公大纱厂、引翔港发动进攻，从武汉赶来的八十七师在兆丰路投入进攻，主力直指汇山码头，另以一部配以九十八师之292旅从侧翼攻击持志大学、虹口公园和大丰纱厂。
中国军队攻势猛烈，激战在日租界周围各处展开，日军依托高楼残壁死战不退。中国军队前赴后继，毫不惜命，每前进一步都要付出数条生命，每攻克一处阵地或击退一次进攻，往往都是在对方全员战死的情况下才能办到。机枪轰鸣，手榴弹爆炸，上海在战火中颤抖。
到下午五点三十六师首先在日本坟得手，防守日本坟的一个中队日军被全部击毙，随后213团攻克八字桥，击毁日军坦克装甲车各一辆，到最后日军八字桥守备队队长村田中佐率领最后的部队发起反冲击，李志鹏毫不犹豫的率领231团迎击，双方在长街上展开激烈的白刃格斗，村田以下近百人被全歼，213团也倒下一百余人。
攻克日本坟和八字桥后，宋希濂调整部署以212团协助215团进攻法学院，以213团继续向纵深天通庵突击，另把预备队投入到侧翼协助八十七师攻击虹口公园，包抄日军侧翼。
宋希濂得手不久，王敬久指挥的八十八师攻击公大纱厂也得传来捷报，八十七师在冯圣法指挥下攻克虹口，直逼汇山码头。
开战半天，日军伤亡巨大，全线多处被突破，日军指挥官大川内传七少将向东京发出紧急求援，日本军部大惊，他们没想到上海这么快就要守不住了，立刻命令松井石根在侧翼登陆，同时命令他向上海市区增援，不得少于一个联队。
松井石根接到命令后大为不满，他手上总共只有不到两个师团，而且由于路途和运输耽误，目前只有第三师团和十一师团都只到了一半，十一师团剩下的天谷旅团本就没派往上海（作者注，抗战之初，日军师团编制是两个步兵旅团，每个步兵旅团下设两个步兵联队，每个联队3800人左右，另外再加上骑兵联队、野炮兵联队、工兵联队、辎重兵联队、通信队、卫生队、兵器勤务队各1个，2或4个野战医院），而是准备与土肥原的十四师团准备在青岛登陆；第三师团的二十九旅团还在日本国内，至少需要三天才能赶到上海。兵力本就略显单薄，如果再分兵上海市区，那么在侧翼登陆就很难形成优势兵力，从上海市区作战的情况看，中国军队的作战能力并非想象的那么弱，一旦登陆不能形成突破，那么势必将被阻止在海岸线上，就会形成添油战术，对战局毫无帮助。
松井石根向东京说明了他的判断，他认为上海守军可以利用核心工事拖住中国军队主力，而他的主力部队在吴淞、川沙地区登陆，从中国军队的侧翼突破，然后直插刘湘大场，围歼上海中国军主力。最后，松井石根警告东京，上海市区的战斗说明中国军队战斗力不弱，他的兵力恐怕不足。
松井的抗议和提醒让东京参谋部重新思索上海战役，最终同意松井的建议，不抽调他的部队，但却从海军中抽调了一个大队的人数加强到上海市区。同时宣布调整上海派遣军数量，暂停青岛作战，天谷旅团归还十一师团建制。
夜幕降临，中国军队停止了进攻，日军获得喘息之机。士兵们卷缩在街垒里喘息，指挥官们开始盘点今天的战果，规划明天的作战。
总体来说，恢复进攻的第一天，中国军队大获全胜，天上，空军取得四十九比六的胜利，木更津轰炸机大队几乎被全歼；地面上，中国军队攻克日本坟、八字桥、公大纱厂、持志大学，突进虹口公园，八十七师逼近汇山码头。
张治中盘衡全局，决定加强八十七师的攻击，把九十八师全军划归冯圣法指挥，同时把刚从南京调来的两个坦克连也配属给八十七师，命令他们明天一定要突破杨树浦租界，攻克汇山码头，割裂日军防线。
为保证突击成功，张治中还把驻守大场的八十八师一个团调回杨树浦，让五十六师接替吴淞刘行等地的守御，将独立第二旅加强给三十六师。
当晚南京发布的战报，在全国全世界引起轰动，特别是空军的骄人战绩，四十九比六，这是个惊人的空战比，远远超过欧战时期战损比。与中国老百姓的欢欣鼓舞相比，外国军事专家根本不信，日本空军虽然不强，但也远远超过中国，资格比率反过来差不多。
但日本政府的反应却让他们吃惊，日本政府羞答答的在第二天宣布，空军遭受一定损失，但坚决否认损失了四十九架飞机，只承认损失了二十八架，但英勇的皇军飞行员击落了十一架中国战机。
这个比率也够让人震惊的，首先作出反应的德国空军，戈林一封电报发到中国，要求顾问团查明中国空军胜利的原因以及BF109作战能力。随后是美国，五角大楼急电美国大使馆空军武官，要求调查P40在中国战场的使用情况，特别是那些地方需要改进，另外就是日本空军的作战能力。