10月1日，日本内阁四相会议决定进一步扩大对华战争，制定了《处理中国事变纲要》，进一步明确：“军事行动之目的，在于使中国迅速丧失战斗意志。应采取适当手段使用兵力占据要地。”日本上海派遣军司令官松井石根也认为，由于中国军队的顽强抵抗，罗店西南一带的战事始终呈现胶着状态，从侧翼包围中国军队的战略意图已经无法实现，决定改为中央突破。这样，便计划攻陷大场，之后便进入苏州河一线，消灭上海以北的中国军队，最后再进攻南翔。
正是因为这个计划，从10月5日起，日军第9师团和新到达的第13师团向蕴藻浜地区发起猛烈进攻，一直持续半月之久。因为迟迟不能达成占领大场、南翔和嘉定的战略意图，松井石根受到东京大本营的严厉批评，这才有了日军从10月21日发起的新一轮攻势。
让人感到意外的是，国军第三战区陈诚左翼作战军也同样在10月21日晚对日军发起了全线反攻。当然，主力反攻部队是刚刚到达上海、号称“铁军”的桂军，并且还是桂军主力第21集团军。
第21集团军总司令廖磊在护法战争时担任团长，因作战勇猛被人封了一个“廖猛子”的雅号。廖磊所部第48军第173师、第174师素来作战勇猛，但他们的反攻碰到了日军精锐的常备师团，几个回合下来，部队便伤亡大半，不少一线部队被打得溃不成军。桂军的失败，给左翼战场带来了阴霾，对左翼作战军乃至第三战区高层都是一种打击。
10月25日拂晓，在空中、地炮、舰炮单体火力支援下，日军第9师团、第3师团、第13师团、第101师团集中战车，对国军大场镇、小石桥、老人桥、洛阳桥、老宅、谢宅、张仙桥等阵地大举进攻。由于日军火力猛烈，国军阵地几乎被夷为平地，伤亡惨重，据守老人桥阵地的第33师师长冯兴贤受伤，冯所部官兵伤亡过半，与日军展开了殊死搏斗，最终因为敌众我寡，阵地被日军突破。此后，第3师小石桥阵地，第14师老宅、谢宅阵地，第32师张仙桥阵地相继落入敌手。与此同时，朱耀华第18师、王敬久第87师据守的大场阵地，以及第11师第33旅洛阳桥、裴家桥、羊马巷和第31旅顾家浜阵地尚未陷落敌手。
当日夜晚，陈诚随即严令薛岳第19集团军、朱绍良第9集团军务必组织强有力兵团，乘夜反攻，夺回阵地。根据陈诚的命令，薛岳总司令调第67师反攻张仙桥，令第14师反攻老宅和谢宅。朱绍良总司令令第3师、第36师、第87师统一归第71军军长王敬久（兼任第87师师长）指挥，反攻老人桥、小石桥。
这一夜，枪炮声响彻夜空。但是，第19集团军、第9集团军所部反攻部队与日军激战通宵，都没有能够达成反攻意图。
黎明时分，左翼作战军指挥部，先后接到反攻部队各部的报告，陈诚脸色变得异常沉重。综合各方面情报分析，指挥部意识到南翔、大场地区已经集中了日军重兵，当前的战局已经说明，日军的兵力部署已经对第19集团军乃至城市作战的中央作战军都构成了严重威胁，战局变得微妙复杂。
为了确保南翔方面的安全，陈诚急调俞济时第74军增援第19集团军，由第21集团军指挥第39军、第48军担负罗嘉（罗店至嘉定）公路以北长江南岸的作战。当天，刚刚由华北调来淞沪战场的第49军刘多荃部也被用于南翔方面的作战，归第19集团军指挥。
10月26日清晨，日军出去300多架次飞机对国军阵地进行了猛烈轰炸和扫射，继而集中重炮轰击国军阵地。这是进入十月中旬以来，日军发动的最猛烈的进攻，主要进攻方向便是大场的第18师，洛阳桥、羊马巷、裴家桥、顾家浜一带的第11师，以及据守侯家桥、黄家角一带的第14师、第67师。承受压力最大的方向，便是大场镇和洛阳桥。
26日清晨到中午，日军对洛阳桥发射炮弹达2000多发，第66团阵地工事大部被摧毁，第三营营长陶达纲腿部受伤，阵地被敌攻入，第65团一营及时增援才把日军赶出阵地。这天上午，日军三度突入第66团阵地，都被击退，战斗异常惨烈。
二营五连二排阵地被敌人突入一次，但很快便被一排、三排合力逐出阵地。一排因为加配两挺日军大正十一年式轻机枪，五挺机枪形成了密集的火力，还有杨安手中的驳壳枪形成的近战火力，日军始终未能突入阵地。正是因为火力指挥配置得力，才有余力支援秦卫华排。
10月26日下午，日军出动100多架次飞机轰炸大场第18师、第87师阵地，国军阵地陷入一片火海。下午五时，在强大的地空火力支援下，日军终于攻陷大场。据守大场的第18师师长朱耀华早已心存死志，在大场陷落后愤然举枪自杀，以死明志。
大场，是一个战略要地。大场陷落，京沪铁路交通中断。至此，在上海城区作战的中央作战军侧背受到严重威胁，上海战局骤然变得异常严峻，国军防线危如累卵。