當夜，蔣介石獲悉海軍在江陰的血站報告後，於23日令軍委會第一部嘉獎海軍將士，蔣介石獎勉道：「此次暴日肆意侵犯我國土，我海軍將士同仇敵愾抗擊日寇，籌劃江防，拱衛國都，此破釜沉舟之決心殊為可貴。昨日江陰大戰，海軍將士浴血奮擊，殊死與數倍強大之敵寇搏殺，其不屈精神實為華夏之魂，傷亡我海軍將士千餘名，尤所珍念，仰軍政部長轉悼所屬知照，並對所有受傷將士代致慰問。中正。」
江陰和羅店的血腥戰役展開的同時，日軍為連線和擴大兩個師團的登陸場，於4月24日開始，連續以軍艦、飛機、坦克支援向淞滬戰場另一要塞，寶山發起猛烈進攻。剛剛奪取這裡的國軍第98師官兵在師長夏楚中少將指揮下堅守陣地四天三夜，終因傷亡過重被迫撤出陣地。奉命堅守寶山的第583團3營500餘官兵在營長姚子青少校的率領下與日軍展開激戰。日軍炮火猛烈轟擊後以步兵輪番衝鋒，全營官兵與陣地共存亡之必死決心一次又一次打退敵軍瘋狂進攻。惱羞成怒的日軍施放硫磺燃燒彈彈，城中燃起沖天大火，所有建築化為瓦礫堆。戰至30日晨，日軍以坦克為前導突入城內，姚子青少校率全營官兵與敵頑強展開巷戰。至當日上午10時，除了一個傳令兵受命突圍向上級報告軍情外，全營官兵俱亡壯烈殉國。
寶山保衛戰進行的同時，陳誠的第15集團軍為克復羅店而與日軍再度激烈交戰。但日軍在佔領寶山後，以一部沿寶-羅公路向西攻擊，吳淞方面日軍也越過泗塘河西攻，中國軍隊頓時臨腹受敵的威脅。至5月上旬，日軍後增援兵力陸續登陸開到，國軍因無力佔據海空控制權而在進攻敵據點、抗擊敵登陸和逐地爭奪戰中損失慘重，被迫轉入防禦。此時，京滬戰區總指揮馮玉祥上將釋出的第二期作戰計劃：「戰區以持久戰之目的，限制登陸之敵發展，力求各個擊破之效。若各個擊破不能達成時，則依次後退於敵艦射程之外既得陸地施行頑強抵抗，待後方部隊到達，再行決戰而取最後勝利。」這一命令的直接制定者蔣介石已經被眼前的實際狀況逼迫的不得不聽取張學良的意見，做好了國軍攻堅不利轉而實施防禦作戰的準備了。
羅店地域的戰鬥也隨著時間的轉移而愈發血腥殘酷。
被蔣介石下死命令的陳誠硬著頭皮狠著心腸指揮部隊再次猛攻羅店日軍。28日拂曉，第66軍160師（師長葉肇中將）在羅店東南的劉家行與日軍遭遇立刻展開激戰；第77師（師長羅霖中將）和第159師（師長譚邃中將）在開進途中均遭遇日軍猛烈炮火持續性襲擊，部隊傷亡慘重下仍然頑強發動衝鋒。160師參謀長司徒豐上校親率士兵組成敢死隊衝入城內與日軍反覆爭奪後搶得陣地，不料日軍後方炮兵部隊炮火覆蓋國軍陣地，落彈五千餘發，國軍陣地進毀，包括司徒參謀長在內的160師全部壯烈殉國。
中午，陳誠以新調撥來的第59師（師長韓漢英中將）為突擊主力強攻羅店。日軍出動飛機十多架轟炸掃射，又以炮火掩護步兵衝鋒，交戰陣地上煙山火海，59師官兵們拼死突擊，不顧一切以步槍、刺刀，甚至牙齒拳頭同日軍廝殺，血站至下午四時，第一線官兵傷亡殆盡，無力再戰。陳誠又調撥第90師（師長歐震中將）增援，羅店全城火光沖天，狼煙四起，喊殺聲震天，國軍數次突入城內但旋即被日軍擊出。
遠處，陳誠看著硝煙瀰漫屍山血海的羅店，心急如焚。半個小時錢蔣介石剛剛打電話過來，陳誠知道他是來詢問有沒有拿下羅店，所以根本不敢接電話，便讓身邊的參謀謊稱他上前線督戰去了。按照他對蔣介石的瞭解，頂多過半個小時，按捺不住的蔣介石又一次打電話來詢問。可是羅店還是沒有拿下，怎麼和老頭子交代？
就在陳誠心急如夢的時候，身邊的電話機果然不出所料準時尖聲響起，陳誠一頭熱汗拿起話筒，果然裡面傳來了蔣介石那腔尖利的浙江話：「辭修！羅店拿下了沒有？」
陳誠抹著汗水愁眉苦臉：「委座，職和前線眾國軍都已盡全力！我軍又沒有空軍掩護，部隊在日軍飛機轟炸下傷亡慘重啊！請委員長再寬限數日，職一定拿下羅店！」
出乎意料的是，電話那頭卻沒有傳來蔣介石的訓罵聲，也沒有聽到那句蔣氏獨有禪「娘希匹」，倒是來了一句讓陳誠十分意外的話：「是否有空軍支援就能拿下羅店？」
「當然！只要有數架戰機摧毀敵防禦工事和後方炮兵陣地，天黑之前就能奪取羅店！」陳誠連忙拍胸脯道。
蔣介石「好」一聲電話後，陳誠又驚又喜，難道老頭子捨得讓在淞滬空戰中損失嚴重的空軍剩下的那些寶貝飛機來助戰？如果有，那真是再好不過了。
不到十分鐘，望眼欲穿的陳誠等將領終於看見雲層中鑽出案例十幾個黑點，飛機轟鳴聲越來越響，陳誠吃驚看見空中機群機翼上標途的既不是日軍的旭日標誌也不是國軍的青天白日徽章，而是一柄柄黑色的雙刃戰斧。
「是東北軍的飛機！」眼尖的官兵們歡呼起來，「弟兄們！咱們的飛機來啦！」
29日當天，東北邊防空軍增援戰機分五批陸續抵達南京、常州、蘇州等數個國軍軍事戰場，還沒有來得及歇口氣的東北飛行員們立刻變便得到了蔣介石的命令投入淞滬戰場支援羅店國軍地面部隊。在國軍陸軍官兵們雷動歡呼聲中，四架「獵隼」戰鬥機掩護著八架「zh-2c」中型轟炸機飛臨羅店上空首次讓日軍嚐到挨炸的滋味。東北軍轟炸機攜帶這十多噸航空炸彈一股腦全扔到了日軍頭上，頓時炸的日軍血肉橫飛。
丟完炸彈的東北軍戰機們又對日軍陣地猛烈掃射了一番才意猶未盡返航。看著天空中威風凜凜離去的東北空軍飛機，陳誠感嘆道：「張學良真是不簡單！假以時日，國軍一定也要建起一隻強大的空軍部隊。」
趁著日軍被炸的驚魂未定，士氣大振的第15集團軍官兵們奮勇突入羅店城內，血站至深夜終於再次收復羅店。次日，不甘失敗的日軍不甘調集坦克、飛機和重炮大舉反撲，中日雙方圍繞羅店雙方再次展開拉鋸戰。東北軍空軍戰機、中央軍空軍戰機和日軍陸海航空兵在羅店上方終日交鋒廝殺爭奪控制權。第十五集團軍官兵們同日寇浴血拼殺，戰況愈來愈慘烈，為開戰以來所僅有。羅店陣地幾經易手，往往得而復失，失而復得，陣地錢屍積如山，血流成渠。5月3日，第67師師長李樹森中將在激戰中被流彈擊中身負重傷，日軍突破67師陣地攻入城內，羅店再告陷入敵手。剛剛從美國留學回國奔赴前線的黃維中接替67師師長之職率部奮力突入，奪回羅店。7日，日軍第6師團沿軍工路、淞滬公路和月浦、羅店之線向中國軍隊發動強大攻勢，過軍同日軍展開殊死搏殺，11日，第15集團軍右翼陣地被突破，部隊減員嚴重，逐漸次退至羅店以南施相公廟、瀏河之線預築陣地，第9集團軍亦轉移到北站、江灣、廟行、薀藻浜右岸之線預築陣地，與日軍形成對峙。
5月3日至8日，日軍第10師團（師團長吉住良輔中將）、第11師團（師團長山室宗武中將）、第12師團（師團長獲州立兵中將）共三個整編師團陸續在上海外沿登陸，同時衫山元還下令從臺灣調來了松尾步兵旅團、重藤支隊、第1後備步兵團等其他殖民地部隊，至此集結在上海的日軍陸軍兵力已經超過十五萬。而面對日軍調兵遣將，國民政府也決定迅速增派各省及中央部隊至淞滬參戰。為打贏這場關乎國家命運的硬仗，蔣介石不惜血本把當時的精兵良將幾乎全派到了淞滬前線，增加了薛嶽的第19集團軍等精銳部隊，加上李宗仁和白崇禧命令下從廣西開赴淞滬前線的桂軍第21集團軍（軍長廖磊中將）和川軍第23集團軍（軍長劉湘上將）等其他非中央嫡系部隊，聚集在上海的國軍已經超過五十五萬人。淞滬會戰的規模猶如滾雪球般越滾越大，戰事的發展也越來越迷茫。
8日，京滬戰區總司令馮玉祥上將氣呼呼從上海前線冒著日機襲擊返回南京，他是專門向蔣介石這個拜把子兄弟發牢騷訴苦的。在南京總統府內，一見到蔣介石，馮玉祥便聲若洪鐘吼開了：「我的蔣委員長，你可知道，上海戰事國軍打的慘，裝備不若日軍倒是其次，部隊殺敵計程車氣也不輸給日本人，但是為什麼還裹足不前甚至節節敗退？就是因為他們的都不聽我的指揮！軍令不統一，這仗怎麼打？」
蔣介石這一個月來也被前線不斷傳來的壞訊息弄的焦頭爛額，連忙親切地招呼馮玉祥坐下，「來、來、來，究竟怎麼回事？詳細說說。」
馮玉祥一仰脖子吧蔣介石遞過來的杯子裡的白開水喝個乾淨，潤潤喉嚨後氣呼呼道：「別的不談，就探探廖磊的第19集團軍和劉湘的第23集團軍，他們現在已經開進了江蘇境內。我親自命令他們分別從嘉善和錫山方向攻入日軍兩地放線，這樣子也護住了我軍南北側翼並給日軍在這兩個方向上施壓，也能減輕前線交戰部隊的擔子。他們倒好，對我的命令直接置若罔聞，還是我行我素從他們自己給自己訂的路線行軍。我用電話電報找，根本找不到廖磊和劉湘這兩人，後來我讓參謀長廘鍾麟親自開車子去找，才明白他們是故意躲著我。他郭勳祺還反問，說別的部隊不去碰錫山的日軍硬骨頭，為什麼偏偏讓他們去啃？