日军第三次增兵及中方撤退
     此时，日本海军第三舰队旗舰出云号，被十九路军敢死队潜水炸伤，日本国内震动;且因劳师动众，战事难以速决。为此，23日，经日本内阁会议决定，火速派遣陆军增援。于是参谋本部决定成立上海派遣军司令部，由前田中内阁陆相白川义则大将接替植田，增派第十一师团(师团长厚东笃太郎中将)、第十四师团(师团长松木直亮中将)和飞机一百多架来华，以便在上海发动更大规模的进攻。
     经过多次增兵，白川统率下的上海日军兵力已达7万余人、军舰80艘、飞机300架，战斗力骤增。当时中国守军总兵力不足5万，装备又差，而且经一月苦战，伤亡比较严重，左侧太仓浏河地区江防薄弱。白川汲取前三任指挥官正面进攻失利的教训，决定从翼侧浏河登陆，两面夹击淞沪守军。指挥第9师团等部正面进攻淞、沪，以第3舰队护送第11师团驶入长江口，从浏河口、杨林口、七丫口突然登陆，疾速包抄守军后路。3月1日，日军在闹北、江湾、庙行各方面都发动了进攻，用重炮、野炮、钢炮以及飞机连续轰炸，步兵则乘势进击，白刃相搏，双方伤亡均重;与此同时，白川密令第11师团，利用浏河方面中国兵力单薄的弱点，在七丫口、杨林口、六滨口等地强行登陆，侵占浏河。浏河的失陷，使中国军队侧、后方均受严重威胁，于是，不得已于3月1日晚全军退守第二道防线(即嘉定、黄渡之线)。2日日军攻占上海。3月3日，日军占领真如、南翔后宣布停战。
     国民政府的对日交涉和国联外交
     上海抗战发生后，南京政府采取“一面抵抗，一面交涉”的政策，因此在抵抗之际，一面照会欧美各国和国联，要求“履行其条约之责任”。由于上海战争直接威胁到各帝国主义利益，因此，迫使他们采取比对待九一八事变较为积极的态度。正因如此，在上海战争过程中，由英、美、法出面奔走的“调停”一直不断。

     事变第二天(29日)，驻上海的英美领事即出面调停，中日述成停战三天的口头协议;但实际上日军并未停止进攻。2月2日，英、美、法、意、德五国各自照会中日两国，“提议停止冲突;(一)双方根据下列条件，立即停止各种暴力行为;(二)两国间此后不再有动员或准备任何敌对行为;(三)在沪中、日作战人员，退出彼此接触地点;(四)设立中立区，分离双方作战人员，以保护公共租界，该项地区由中立国军警驻防，各种办法.由领事团拟定;(五)两国一经接受该项条约后，不先提出要求或保留，即根据非战公约及十二月九日国联决议案之精神，在中立国观察者或参与者协助之下，迅速进行商议，以解决一切悬案之事宜……。”南京政府对于这一有损中国领土主权的提议，基本表示同意。而日本却提出在上海、汉口、天津、广州、青岛等大商埠周围，划一不住兵区，宽十五至二十英里，以对抗英、美等五国共管上海的计划。
     1月29日，中国驻国联总代表颜惠庆受国内指示，在国联理事会第六次会议上发言，就日本进攻上海提请国联关注，并联系到东北事件，主张国联章程第十条(关于尊重联盟各国的领土完整和政治独立的条款)和第十五条(关于联盟理事会对有断交之虞的纠纷进行审查的条款)，应适用于日本的对华侵略。国联理事会不顾日本反对受理了中国提案。次日，国联秘书长提议组织“国联委员会”赴上海调查中日冲突，后又决定成立“上海调查委员会”。中方代表当即表示同意。南京政府对国联干预上海战事抱有很大的希望。
     2月4日，蒋介石日记云：“只要不丧国权，不失守土，日寇不提难以接受之条件，我方即可乘英美干涉之机，与之交涉;不可以各国干涉而我反出以强硬，致生不利影响也。”
     国民政府为及早结束淞沪战争，除欧美列强的调停外，还另辟了一条直接谈判渠道。何应钦在报请蒋介石同意的情况下，派军政部次长陈仪和陆军步兵学校校长王俊直接与日军谋和。王俊10日同日军第九师团参谋长(原日本驻沪使馆武官)田代皖一郎少将谈判。
     2月12日，中国代表依据国联盟约第十五条第九款，请求召集国联特别大会处理中日纠纷。国联理事会不顾日本代表的极力反对，20日决定将中日冲突移交国联大会处理，并以3月3日(日内瓦时间)为大会开会日期。
     2月下旬，美国国务卿史汀生也再次出面警告日本，重申《九国公约》等必须维护。2月23日，美国国务卿史汀生以给参议院外交委员会主席波拉(William E. Borah)的书信的形式，申述维护中国门户开放政策及九国公约、非战公约的重要性，重申“不承认主义”的立场，表示美国政府“不能承认任何影响我们政府及人民在华权利的任何局势，或任何该两国所订立的违反此等公约条款的条约或协定”。24日，美国政府将这封信转交给国联秘书长、中日两国政府及英法等国。同时，美国政府还决定派代表出席即将召开的、讨论中日问题的国联特别大会，希望促成中日双方的停战谈判，尽早结束上海战争。但另一方面，就在日本准备加派军队援沪时，史汀生又对日本驻美大使出渊表示，美国政府不鼓励制裁日本的行动。(中华民国史第8卷第68—69页)
     2月28日晚，中国外交代表顾维钧应英国驻华舰队司令凯莱之请，偕十九路军参谋长黄强到英舰“肯特号”，与日海军司令野村及日本首相私人代表松冈洋右会晤。在凯莱的居间调停下双方磋商三小时，达成谅解事项五项：“(一)双方同时撤兵;(二)日本不提议永久撤出吴淞或狮子林炮台之问题;(三)，中日合组委员会，邀第三国视察员参加，监视双方撤兵;(四)撤退区域由中国继续行使警察权;(五)中国军队退至真如，日本军队退至公共租界及越界筑路地段，完竣后，中国军队退至南翔，日本军队退回舰上。”29日，中国政府对五项内容做了同意的回复，但日本政府却未予回复。
     但“肯特号”会谈也非毫无意义，国联理事会主席彭古获悉“肯特号”会谈详情后，于2月29日召开国联理事会第十四次会议，会上通过了调停上海事件的四点计划，大意为：在各国驻上海文武官员的帮助下，迅速缔结停战的地方性协定，然后由在上海有特殊利益的各国代表召开圆桌会议，就公共租界、法租界及居民的安全保证措施和为解决其他问题而进行措施。随后，英、法、意、德、西班牙等国代表一致表示赞同该计划，中国代表颜惠庆、日本代表佐藤尚武也都原则上表示大致同意。
     但3月2日，因日军迫使中方后撤到第二防线，日方态度又强硬起来，提出了四项苛刻条件，再次要求中国军队先行后撤才停止攻击，日军撤兵只先撤至上海及吴淞地区，并不愿受中立国监督撤军。中国政府对此明确表示了拒绝。3日，日军再次发动进攻。同日，美国国务卿史汀生召见日驻美大使出渊，指责日本一面接受国联2月29日决议一面又继续扩大军事行动的做法。
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