中国部队1937年9月21日以后，第一期防御部队，第三战区司令官蒋，副司令顾祝同。 左翼作战军 | 中央作战军 | 右翼作战军 | 总司令陈诚 | 总司令朱绍良 | 总司令张发奎 | - 第十五集团军，总司令罗卓英第十八军，军长罗卓英兼第十一师，师长彭善第十三师，师长万耀煌第十四师，师长霍揆彰第四十四师，师长陈永第六十师，师长陈沛第六十七师，师长黄维第七十四军，军长俞济时第五十一师，师长王耀武第五十八师，师长俞济时兼第一军，军长胡宗南第一师，师长李铁军第七十八师，师长李文第三十九军，军长刘和鼎第五十六师，师长刘尚志
| - 第九集团军，总司令朱绍良（兼）、香翰屏左翼王敬久第七十一军，军长王敬久第八十七师，师长王敬久兼第七十八军，军长宋希濂第三十六师，师长宋希濂兼第六十一师，师长钟松独立第二十旅，旅长陈勉吾炮兵第三团第二营，团长卢蔚云重迫击炮第三营战防炮第一营右翼孙元良第七十二军，军长孙元良兼第八十八师，师长孙元良兼第十八师，师长朱耀华上海市保安总团，总团长吉章简炮兵第三团第一营，团长卢蔚云战防炮第一营一连步兵学校小炮排
| - 第八集团军，总司令张发奎第二十八军，军长陶广第六十二师，师长陶柳第六十三师，师长陈光中第六十七军，军长吴克仁第五十五师，师长李崧山第七十九师，师长陈安宝独立第四十五旅，旅长张銮基炮兵第二旅蔡忠笏第二团
| - 第十九集团军薛岳第四军，军长吴奇伟第五十九师，师长韩汉英第九十师，师长欧震第六十六军，军长叶肇第七十七师，师长罗霖第一五九师，师长谭邃第一六〇师，师长叶肇教导旅第七十五军，军长周碞第六师，师长周碞兼独立第三十四旅，旅长罗启疆第六十九军，军长阮肇昌第八师，师长陶峙岳第十五师，师长王东原第十六师，师长彭松齢第五十七师，师长阮肇昌兼第三十二师，师长王修身
| - 第21集团军：廖磊第七军：周祖晃第四十八军：韦云淞第16师：彭松龄
- 第17军团：胡宗南第一军：胡宗南（兼）第19师：李觉第32师：王修身
| - 第十集团军，总司令刘建绪第七十军，军长李觉第十九师，师长李觉兼第四十五师，师长戴民权第46师：戴嗣夏第五十二师，师长卢兴荣新编第三十四师顾家齐预备第11师：胡达独立第37旅：陈德法暂编第11旅：周燮卿暂编第12旅：李国钧暂编第13旅：杨永清
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国军参战军队未必准确，部分仅列名战区序列，实际可能被移转至杭州湾、浙东防御。其间中国空军阎海文上尉之壮烈事迹受到日军赞扬；沈崇诲上尉因机械故障与日舰同归于尽。 日本部队日本第一次大规模增兵8月14日首批编成部队上海派遣军，司令官松井石根大将，参谋长饭沼守少将 - 第3师团，师团长藤田进中将（8月18日于热田港启航，8月23日到吴淞张华滨登陆）
- 第11师团，师团长山室宗武中将（8月18日于多渡津启航，于8月23日到达宝山川沙河口，强行登陆成功）
- 独立飞行第6中队
备注：详见1937年上海派遣军战斗序列 日本第二次大规模增兵日本参谋本部于9月7日以临参命第916号命令，调以下部队转属上海派遣军。该部队于9月12日后，陆续进入淞沪战场。 - 后备步兵10个大队
- 炮兵3个大队
- 工兵2个大队
- 重藤支队（台湾守备队5个步兵大队、1个山炮中队）
日本参谋本部于9月11日以“临参命”第919号命令，下令派遣下列部队增援淞沪。 - 第9师团（9月23日自大阪启航，27日在杨树浦至吴淞间登陆）
- 第13师团（9月27日自神户启航，10月1日在张华滨、虬江口一带登陆）
- 第101师团（9月18日自神户启航，22日在吴淞、杨树浦间登陆）
- 野战重炮兵第五旅团
- 飞行团
日本第三次大规模增兵日本参谋本部于10月20日发出“临参命”第119号命令，正式组建第10军，司令官柳川平助，参谋长田边盛武。在杭州湾北岸登陆，会同上海派遣军攻略上海命令。 - 第6师团
- 第18师团
- 第114师团
- 国崎支队
- 独立山炮兵第2联队
- 野战重炮兵第6旅团
日本参谋本部于10月30日发出“临参命”第134号命令，将第16师团编入上海派遣军的战斗序列。 1937年虹桥事件以前，日本在上海军舰本有12艘，8月11日又有佐世保第2舰队军舰16艘开到，陆战队2,000名登陆。日本为支援上海作战，日本海军以加贺、龙骧、凤翔等航母于长江口外之佘山岛一带，策应日本本国机群作战。 日本第1舰队、第3舰队除了5艘于吴淞口外，川内、由良、名取、鬼怒之二等巡洋舰，与时雨、白露、夕暮、有明、初霜、子日、若叶、初春等新式一等驱逐舰，早在8月10日前停泊于淞沪附近。
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