淞沪会战进入10月底和11月初，中国军队虽然战线一再后撤但仍与日军处于对峙状态。日军大本营经过审慎研究之后，认为中国已倾全国兵力之五分之三云集上海，决战的态势已经初步形成，于是决定将战略重点由华北向华东、华中地区转移，在最短的时间内结束上海战役。

　10月20日，参谋本部下令从华北和国内抽调第6、第18、第114师团以及第5师团第9旅团等部共约12万人组成第10军，由骑兵出身、擅于长途奔袭的柳川平助中将担任司令官，准备从上海主战场的侧翼实施登陆作战来打开僵局。参谋本部同时命令在华北作战的第16师团转隶上海派遣军序列，命其在长江的白茆口登陆配合主力作战。淞沪前线日军兵力至此增至30万人以上。
　　日军第10军预定在10月末或11月初在杭州湾金山卫附近地域登陆，主力以快速突进方式向黄浦江之线前进，攻占松江以切断沪杭铁路。一部向闵行渡河点前进，渡过黄浦江之后向上海以西及南方攻击前进，与上海派遣军配合合围上海周边的中国军队。此举无疑将使上海周边的守军完全陷入被动局面。
　　本来蒋介石已根据白崇禧、陈诚等人的建议决定放弃上海，全军退到上海外围既设之国防工事采取持久战策略抗击消耗日军。但随后闻听国际联盟要于11月3日在布鲁塞尔召开“九国公约”会议讨论中日问题，蒋介石立刻电令前线做最后的努力，在上海战场再支持至少10天到两个星期，以便在国际上获得有力的同情和支持。此举使得各部队失去了最佳的撤退时机。
　　11月5日拂晓，新组建的日本第10军在柳川平助中将指挥下，由海军第四舰队护送在杭州湾金山卫突然登陆，包抄淞沪中国军队防线的侧后。原来驻守此地的是张发奎第8集团军所属的4个师1个旅。因蒋介石一直认为日军全力进攻上海正面不会有从杭州湾登陆的可能，故在战事趋于激烈、兵源枯竭之时将防守杭州湾的部队一一投入正面战场。到日军登陆时，在杭州湾几十公里长的海岸线上仅有第62师的一部及少数地方武装防守，面对10万装备精良的日本生力军迅即被击溃。日军南路的铁拳已经虎虎生风挥向眉梢。
　　11月7日，为了统一淞沪战场的指挥，日军参谋本部下令组建华中方面军，——该方面军由上海派遣军和刚刚登陆的第10军组成，由松井石根统一指挥。原来松井石根担任的上海派遣军司令官职务由裕仁天皇的叔叔、朝香宫鸠彦中将接任。
　　登陆后的日军第6、第18师团立即按照预先的部署分别向松江、沪杭铁路扑去。前往增援的东北军第67军全军覆没，军长吴克仁战死，松江陷落。日军随即兵分两路，一部直趋南京，主力则指向枫泾镇、嘉兴、平望。11月9日，沪杭铁路及公路均被日军切断。
　　与此同时，由华北转向华东的日第16师团在江苏太仓境内的白茆口成功登陆，前锋直指京沪铁路。日军北路的扫堂腿也已风驰电掣迫近脚踝。
　　位于中路苏州河北岸日军5个师团的主力部队于10月31日强渡苏州河后，迅速发起全面进攻并向南北两路登陆日军靠拢。淞沪地区中国70万大军顿陷极度危险之境地。
　　面对风云突变的不利战局，蒋介石不再坚持死守的观点，无奈在11月9下令全面撤退，所有部队撤向南京、苏州、嘉兴以西地区。由于撤退命令仓促下达，下达命令的手段又十分落后，各部队接到撤退的命令时间不一，有的部队只是看见友军撤退也就跟着开始撤退，从而导致大撤退迅速演变成大溃败。加上跟多部队都是从全国各地调来的，对上海周边的地理环境根本不熟，导致撤退的部队完全没了章法，陷入极度紊乱状态。日军以飞机在天上轰炸扫射配合，地面部队势如破竹追击国军溃兵并扫荡上海周边各镇。
　　本来中国军队计划撤到吴福线、锡澄线、乍嘉线和海嘉线一带依托原有坚固国防工事作持久抵抗。但当部队到达这些防线时，才发现大部分工事上杂草丛生，根本达不到作战的实际要求。构筑工事的混凝土用手就可以捏碎，机枪射口大如门窗，各个碉堡间也无交通壕连接，修建的300多个机枪掩体几乎有一半不能使用。——豆腐渣工程真是害死人呀！甚至闹出部队要进入工事找不到钥匙的尴尬局面。溃败下来的国军士兵根本无法在这些防线上形成新的防御只能一路往后退下去。国民政府首都南京至此门户大开。
　　自11月9日起，各路日军击退中国军队零散抵抗，连占虹桥机场、龙华、枫泾、青浦。11月12日，上海市长俞鸿钧发表《告市民书》，宣告上海沦陷。
　　11月18日，日军占领广德、宜兴、溧阳。
　　11月20日，日军占领南浔。
　　11月25日，日军占领无锡、湖州。
　　12月2日，日军攻克江阴要塞，南京的水路门户已经敞开。
　　同日，丹阳和金坛也被日军占领。
　　接到前线战报的参谋本部惊讶地发现，一路势如破竹的华中方面军根本没有停下来的意思，他们的目标已经指向了中国的首都南京。——攻克敌国的首都，对于每一个军人来说都是至高无上的荣誉。
　　但是占领一国的首都绝对不仅仅是一个军事问题。参谋本部尽管狂妄好战，这点觉悟还是有的，他们立即向前线发出了停止攻击的电令：“发来报告称已部署以全力经湖州向南京追击问题，被认为已经脱离了《临命600》的指示，殊为念念”。——之前的《临命600》规定，华中方面军的作战区域大致定在苏州、湖州一线以东地区。
　　各路日军无奈暂时停住了向前追击的步伐。
　　历时三个月的淞沪会战至此结束。整个战役中日军伤亡约4万人，中国军队伤亡约25万人。
　　前面，南京已经近在咫尺！