其实早在2月2日，英、法、美、意四国联合提议中日双方停火被日本所拒后，便大为恼火，他们谴责日本违背了国联盟约、非战公约等国际公法，英美还共同抗议日本使用公共租界作为作战基地。
而这一次的停战谈判日本人不仅耍了中国，还耍了英国，在日本第9师团长植田谦吉就向19路军发出最后通牒限令后，英国人就明白他们再一次被日本人狠狠的玩弄了一番，于是英国领事当天就向国内发出请求增兵的电报，在英国国内紧急磋商后，英国决定增兵上海，预计到时在上海的军舰达10艘，兵员近6000余人。
美国也不甘示弱，在得到英国增兵的消息后，美国也在第一时间决定将其在亚洲的全部军舰集中上海，预计将达17艘之多，而作为英国最忠诚的小弟，法国也跟着增兵，到时在上海的法国兵力也将增至3000余人。
“到时就算是日本占领了上海，英美法三国的兵力足以牵制日本的大批兵力。日本若是执意再增兵的话，哼哼……”张治中的的神情存满了兴奋。
在座的诸人马上就跟着兴奋起来，国联这时候在他们心中的地位瞬间高大了起来。
但是冷静的蒋光鼎思索着说道：“文白说的不错，虽然我们的敌人将是日军的三个师团，可饭还得一口一口吃，在日军后续两个师团没赶到上海前，我们还应该先极大削弱第九师团的力量，以方便我们后续作战。”
“我看这样，既然植田这个老鬼子给我们下了最后通牒，干脆我们就再刺激刺激他，不用等他下令向我们进攻，我们先炮击他，引诱植田，在日军后续部队到达前，先指挥第九师团攻击我们，我们坚守阵地即可。”
“这样，一来可以大量消灭第九师团的有生力量，二来又不影响我们要重创日军后两个师团的计划。”
应该说，蒋光鼎先削弱第九师团的建议还是很有建设性的，张治中也不认为以五万部队就能轻松消灭三万日军，如果在日军后续两个师团到达前，先重创日军第九师团，对后面的作战会很有帮助。
“好，我同意，就按憬然兄的意思办！”
于是，从18日晚7点开始，19路军和第五军炮兵开始对日军虹口方面阵地进行猛烈轰击，第九师团也随即开炮还击只不过，由于是夜间，双方炮击的效果都不大。
19日，中国外交部发出抗议书，谴责日方的要求“无理之极”，并宣称，“倘日本军队再行进攻，中国军队仍必竭力抵抗。”
自此，谈判已成幻想，只有用铁和血来说话了。
蒋光鼎的部署是：八十八师以二六二旅占领江湾北端亘小场庙、竹园墩、麦家宅、庙行镇、周巷、蔡家宅至蕴藻浜南岸一线，其余部队集结于马桥附近；八十七师以261旅占领蕴藻浜北岸胡家宅和纪家桥、曹家桥至洒塘一线259旅集结于火烧场附近；88师南面是张炎的61师；60师仍然坚守闸北；区寿年的78师作为十九路军预备队；教导总队和孙立人独立旅作为全军总预备队。
对于中国军队的炮击，植田果然恼羞成怒不仅当即命令炮兵开炮还击，还在第二天一早，就命令部队对闸北展开猛烈攻击。
2月20日，庙行战役正式打响。植田令日军全线总攻，采取中央突破，两翼卷击的战法，闸北地处市区，不利于大部队展开而且，也不符合日军一向推崇的迂回包抄战略于是，植田决定扩大攻击范围，把进攻重点放在江湾、庙行、大场一线意图突破十九路军和第五军的防线从侧翼迂回包抄闸北守军。以第9师团主突江湾、庙行结合部，试图北与久留米旅围攻吴淞，南与陆战队合围闸北。
日军飞机结队成群在中方阵地及阵地后方到处掷弹，更以重炮及敌舰炮向吴淞、庙行一带阵地集中射击，日军步兵则借飞机炮火掩护攻击前进，一场恶战开始了。
日军第九师团不愧是日本陆军的常设师团，不仅炮火猛烈，战斗力绝非日本海军陆战队可比，仅一个上午就让六十师伤亡五百多人，六十师被压得节节后退蔡廷锴不得不早早把作为预备队的78师的翁照垣旅调上前线增援，这才总算稳住了战线。
中国守军第十九路军与第五军并肩作战，密切配合，利用长江三角洲水网地带和工事顽强抗击，并组织战斗力强的部队夹击突入江湾、庙行结合部之日军。
第九师团的秋山义允旅团于下午开始，在重炮和飞机的支援下，向庙行镇方面的守军阵地攻击守军第88师英勇抵抗，击毙众多日军入夜，日军继续攻击，枪炮声竟夜不绝因为白天有日军的飞机轰炸和日军重炮的压制，88师的山炮团不敢开炮压制进攻的日军直到这时，才开始用炮火支援前沿阵地的守军同日，江湾方向守军61师也与日军35联队展开激战，那里甚至还发生了数次肉搏。
21日，八字桥、江湾方向的激战仍在继续，虽然88师和61师伤亡惨重，但日军不能前进半步。
植田见攻击无果，知道自己有些轻敌头脑渐渐冷静下来，再次改变战术此后几日日军暂停对八字桥、江湾方向的进攻，把进攻重点缩小到小场庙、竹园墩、麦家宅、庙行镇方向，但左翼88师、宋希濂261旅顽强奋战不仅顶住了日军的攻击，还击落了一架日军舰载机。
这中间，奉张治中将军命令，孙元良259旅518团推进至冯家宅归俞济时指挥，518团第三营参加了庙行镇之战其余两个营归李延年指挥，