针对日军的行动，蒋介石也在8月11日开始调动中国军队进入上海地区，继日本之后背弃了《淞沪停战协定》，决意对抗日军的进侵。第二天，日本要求列强迫使中国解散进入上海的部队，但市长俞鸿钧声明日本7月7日对中国的侵略已经违背了协定。上海市民狂热地欢迎重新在上海出现的中国部队。
中日双方频频调动军队，战事已经一触即发。
当时负责上海防卫的张治中将军，对军事指挥及军事理论有着很深的研究，他还有指挥第一次淞沪战役的作战经验。七七事变爆发时，张治中正在青岛养病。卢沟桥的炮声使他无法再安心养病，他毅然返回南京，担负起保卫京沪的重担。
张治中总结九一八以来中国屡战屡败的教训，认为九一八和淞沪“一·二八”战役，中国军队要么是“敌人打我，我不还手”，要么是“敌人打我，我才还手”。每次都让敌人占了先机。所以这次一定要改变作战方针，争取主动出击。总体的作战精神便是：一旦战争无法避免，我军即以优势兵力出敌不意，一举全歼上海之敌，并要使以后日军登陆和增援失去凭借。
为实现这一战略构想，在“八一三”之前，张治中就在上海做好了应战准备。他在淞沪外围各要点密筑工事，构成坚固的主阵地带和后方阵地带，并加速了铁路、公路和江防交通、通讯设施的调整和建设。