日军方面，反应也快，在国军退出上海后，随即占领上海全市，同时派兵追击，在第一道国防工事前，开始了试探性的进攻，被中国守军击退，随着日军的部署到位，日军开始动用二十万军队猛攻吴福线和乍浦线，吴福线在太湖的右边乍浦线在太湖的左边，日军动用了一切力量和使用了一切武器，包括毒气弹，依然没有完全攻破这两道国防线，国防线的五到防线梯次配备，在日军没有使用装甲集群之前，光靠徒步的士兵去突破，只能是死伤累累。
战后具参战老兵回忆，1935年，于德元加入了西北军杨虎城将军特务团（即警卫团）。1937年淞沪会战打响后，杨虎城将军抽调十七路军精悍力量组成赴淞沪增援团，于德元奉命出征。
1800名热血男儿每人配１把４公斤重的大刀、１挺机关枪和６颗手榴弹，向上海进发。抵达上海后，他们被编入88师，死守吴福线的一段阵地。敌人装备精良，日军坦克就在对面逞凶，但战士们高喊着“决不能让日本人把阵地攻下来”，宁死也不愿做亡国奴！
机枪扫射，炮弹横飞，战士们浴血奋战。很快，战壕里的水就变成了红色，不断有人在受伤、牺牲。每当有战友在身边牺牲，于德元就会大喊一声：他奶奶的！
有一次，于德元正在掩体旁射击，只觉得额头一热，两眼顿时什么也看不到了，一颗子弹擦着他的额头飞过去了，鲜血糊住了他的眼睛，但他根本顾不上包扎，继续战斗。随后的几次战斗中，于德元的左腿、脖子先后被子弹打中，但只要还能动，他就一定坚持打下去。
很快，子弹打完了，不知是谁大喊一声：“我们不能再退了，哪怕只剩一人一枪一弹，也要坚持到底，与阵地共存亡！”于德元抽出大刀就冲了上去。在西安时，于德元就是大刀班的兵，对日本人的刀法有过研究。拨、挡、刺，上来就把一个日本兵的头砍了下来。还没等他喘息过来，又一个日本兵上来了。大刀翻飞，血肉四溅，于德元不知道战斗是何时结束的，只觉得眼前的日本兵渐渐少了，一停下来，他只觉手脚酸软，这时，他已经砍倒了13个日本兵。
经过一个多月的拼杀，到1937年10月返回陕西时，1800人的队伍就剩下了600余人，随后又到山西打鬼子
川军少将的回忆：
1937年8月13日，淞沪抗战爆发时，杜重石任川军二十军驻上海办事处少将处长。奉蒋中正命令，在军长杨森带领下，二十军士兵穿着自己打的草鞋，戴着竹斗笠，有的还带着油纸伞，9
月1日从贵州安顺徒步出发，沿湘黔公路行军，到湖南辰溪乘船到长沙，换乘火车经粤汉路到武昌徐家棚车站，连夜渡江到汉口，再由汉口到浦口换京沪线火车，于11月12日抵达上海前线的南翔火车站集结。
11月15日，部队投入守卫国防线战斗，二十军一三四师首日就遭到日军进攻，恶战开始。
“敌人火力很猛，我在战壕里用刺刀把一顶军帽撑出去，转眼间帽子上就被打了十几个洞。”杜重石回忆说，“我们的队伍每天一个师一个师地加入前线，有的师上前线一天就减员一半，有的支持了两天就减员三分之二。战场就像个大炉，人一填进去就被熔化了。”
11月16日，八○二团团长林相侯壮烈殉国。林相侯部与日寇白川大将指挥的第九师团和禁卫师团激战，日军凭借武器优势，发起猛烈攻击，林相侯亲临第一线指挥作战，屡挫日军。16日傍晚，日军发起又一轮攻势，士兵潮水般涌来，阵地眼看不保，林相侯冲出战壕，吼声震天，拼杀间，头部中弹倒下。林相侯是川军在淞沪战场上为国捐躯的第一位团长，他以这种姿势牺牲：怒目圆睁，手指前方……
二十军以血肉之躯保住一寸阵地不失，还夺回了中央军二十三师丢掉的陈家行阵地。11月18日，804团奉命收复失掉的阵地。团长向文彬率部当夜恶战，夺回了阵地，但全团官兵，营长只剩彭焕文1人，连排长非伤即死，无一幸免，班长剩下4个，士兵只剩120余人！一天中3小时内，向文彬由中校升上校，由上校晋升少将……
12月5日，杨森奉命将阵地交广西部队接防。至此，二十军结束了20昼夜上海抗战，奉命到纪王庙整顿残部，一个军的残余部队，只能勉强编为一旅。
地面部队在血火拼杀，而空军也同样是在拼命保护国防线上的领空，日军的木更津航空队和96舰载机在空军的多次伏击下，结果是损失惨重，然而空军的一百多架战斗机也快消耗完了，本来空军有三百多架战斗机，但又有一百多架无法起飞，只能成为配件提供者，不然战争打道现在，空军早就没有飞机配件了。
幸运的是，因为苏联与日本的仇恨，派出了苏联航空志愿队，共有一百多架战斗机，四十多架轰炸机，才勉强保住了国防线上的一半的制空权，由此产生了无数可歌可泣的空中英豪。
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