火掩護下適時向敵實施反擊，打退日軍的連續進攻。據日軍自供：“戰鬥極為激烈”，“市街到處起火，火焰漫天，戰場極為悽慘。”＇〔日〕參謀部：《滿洲事變作戰經過概要》第1卷，中華書局，1981年版，第139頁。＇在北站及商務印書館兩處起大火後，日軍趁機向北站猛攻，守軍與日軍激戰1小時後退出北站。
29日17時，第156旅主力加入戰鬥，進行反擊，奪回北站及天通庵車站，並乘勝追擊，一度攻佔日軍上海陸戰隊司令部，迫使日軍退至北四川路以東、靶子路以南地區。日軍首次進攻以失敗而告結束。
29日20時，日軍透過英、法、美各國領事的斡旋，向第19路軍提出停戰要求。第19路軍明知其為緩兵待援之計，只因本軍也需調整部署，遂接受了日方要求，停戰3天。
日軍進攻閘北失敗後，密切注視著事態發展的日本天皇裕仁，一反宮廷常例，未和首相推薦人西園寺商量，就於2月2日任命伏見宮博恭王為海軍軍令部總長，以便處理有關戰事。
1月30日，佐世保第3特別陸戰隊在上海登陸。2月1日，橫須賀第1特別陸戰隊亦開抵上海。2月2日，日本海軍中央部將長江一帶原有海軍及新增調的艦船編成第3艦隊，由海軍中將野村吉三郎任司令官，統一指揮進攻上海。與此同時，第19路軍也調整了部署，將原駐鎮江以東的第60師調至南翔、真如一帶，第61師調上海。原駐上海的第78師全部加入前線，增強防禦。
2月2日，日本海軍中央部批准上海日軍“可採取積極行動”。＇〔日〕參謀部：《滿洲事變作戰經過概要》第1卷，中華書局，1981年版，第140頁。＇
2月3日，日軍破壞停戰協議，再度向閘北發動進攻，同時又以軍艦20餘艘、飛機10餘架轟擊吳淞炮臺。中國守軍在閘北地區擊退了日軍的新進攻，但傷亡較大，於3日晚調第60師第120旅接替閘北防務，憲兵第6團擔任曹家渡、中山路警戒；第156旅撤離閘北，其第5團增援吳淞，第6團撤至金家角地區休整。
2月4日，日軍發動第一次總攻，以數千人分3路會攻閘北，數百人攻擊八字橋，但在中國守軍的頑強抗擊下，日軍承認“進展不易”，＇〔日〕參謀部：《清洲事變作戰經過概要》第1卷，中華書局，1981年版，第140頁。＇被迫於午後撤回原進攻出發陣地。同日11時，日軍以軍艦13艘、飛機24架猛烈轟擊吳淞要塞。至13時，要塞炮6門被毀，炮臺守備營被迫後撤，日軍乘機在吳淞要塞登陸，但旋即被增援吳淞的第156旅擊退。
5日，日軍再次進攻閘北，守軍頑強戰鬥，陣地失而復得。日“海軍陸戰隊指揮官認為敵人的後方陣地很堅固，若不付出較大犧牲難以攻破，”＇〔日］參謀部：《滿洲事變作戰經過概要》第1卷，中華書局，1981年版，第140頁。＇於16時下令停上攻擊，撤回原陣地。至此，日軍發動的第一次總攻被粉碎。
日軍總指揮鹽澤幸一曾揚言上海一旦發生戰事，4小時即可了事，但在第19路軍的英勇抗擊下，狂言化為泡影，鹽澤幸一本人因指揮進攻失敗，被撤職回國。對此，美國記者埃德加·斯諾曾評論說：
“在現代恐怕沒有其他海軍司令象鹽澤上將（少將）這樣在他被免去在上海的高階指揮權以前的幾天裡接二連三地犯這樣多的錯誤了。這些錯誤全都由於他最初低估了敵方計程車氣和力量。他把整個戰役建立在一種迷信上，似乎只要一揮動日本國旗就能使中國軍隊落荒前逃。”
“他在他的最後通碟被全盤接受之後發動戰事，首先就違反了國際法。他以租界作為進攻中國人的基地，破壞了租界的傳統的地位。他沒有預先警告非戰鬥人員就轟炸一個人口稠密的城市，從而違背了國際慣例。而且他公開對華開戰，自然是撕毀了一切國際和平條約。”＇《斯諾在中國》，生活·讀書·新知三聯書店，1982年版，第32頁。＇斯諾的評論，揭露了鹽澤的驕傲和狂妄，同時也是對日本帝國主義踐踏和平、發動侵略戰爭罪惡行徑的譴責。
（二）日軍進攻吳淞，又遭失敗
鹽澤幸一撤職回國以後，日軍第3艦隊司令官野村吉三郎中將接任上海日軍總指揮，並調植松煉磨少將為海軍陸戰隊指揮官。同時，日本陸軍中央部調派陸軍第9師和混成第24旅增援上海作戰。
早在日本人制造上海緊張局勢之時，日本陸軍中央部即已考慮向上海增派陸軍，但遭日本海軍拒絕。戰爭爆發以後，日本海軍陸戰隊在中國第