国民党五届三中全会之后，1937年4月1日，国民党中央执行委员会常务委员会议决准蒋介石请假两个月，以资休养。5月“蒋公病愈回京销假”，接着就上庐山；并同汪精卫一起召集学术界名流开谈话会，同时举行军事人员训练班。在此期间，中日外交交涉濒临破裂。日本提出极为苛刻的条件，要求“一、中国应承认‘满洲国’存在之事实，并承认‘满洲’为已失之领土；二、中国应与日本签订特殊协定，保证于将来不侵犯日本在华权益……三、中国应同意日本在华北享有之特权，关于内蒙问题，中国应注意日本意旨。”对这种公然视中国为“子国”的态度，蒋介石也十分气愤，说“倭寇向外侵略，已至满溢时期，物极必反，其败可立待也。”
1937年7月7日，日本军方诡称他们在北平近郊卢沟桥的驻军中一名士兵在军事演习中失踪，悍然发动了对中国守军的进攻。守卫卢沟桥的中国军队国民革命军第二十九军二一九团奋起抵抗，“七·七卢沟桥事变”就此爆发，中国人民从此开始了长达8年的抗日战争，同时也最早开辟了世界反法西斯战争中的东方战场。
冯玉祥将军曾记述“七·七事变”的情况说：
那天（1937年7月7日），是日本的军队在河北省宛平县卢沟桥附近，同二十九军宋哲元的军队发生冲突。宋军的团长吉星文（吉鸿昌将军的侄子），看着日本人处处都欺侮中国人，并且以为中国军队决不敢抵抗日本军队，吉团长下令他的全团官兵说：“若日本人有一点越轨行动，无论官兵都要排命牺牲保持国家的体面，万不可怕发生事端。”因此日本人硬要进卢沟桥的地方，就发生了战事。果然是愈打愈厉害，日本人死在吉团长这一团人的炮火之下的人不少。到了九日，日本的军队更增加了。十二日，日本人就占了天津车站。二十六日，日本军队占领廊坊。日本人香月向宋哲元提了最后通碟，宋哲元拒绝日方要求，北平四郊发生激战。
日本人轰炸南苑的时候，副军长佟群阁、师长赵登禹同时阵亡。都是蒋介石预先有命令：不要抵抗，不然的话，这两位高级将领，就是死也应当打死好些日本人，绝不会就被日本飞机炸死了。这是一件使我最痛心的事情，当时我作了一首哭传、赵的诗。
北平城里，因为宋哲元的军队撤走了，留下张自忠将军；张自忠后来也走了。他有一个旅长要留在北平，张自忠的一个团长（刘汝珍）说：“我们要向日本鬼拼死命，为什么留在这里等死。”马上带着他的一团人出了德胜门向北走了，很有意思的是另一团人也跟着刘汝珍走了十分之九。日本军队在后面追着打，他们还是很勇敢地退到南口以北同刘军联合起来。由此可见他们的旅长虽想要苟且偷安；但一般的官兵能够很勇敢地不听他的乱命。这就是他们的军队，平素里有一种无形的精神教育。到了重要时候，他们能够分别出什么是对的，什么是不对的；更能认出来，什么是治命，什么是乱命。
到了七月十九日，蒋介石、张冲、邵力子为国民党的代表，同共产党周恩来。博古、林伯渠，在庐山开谈话会。蒋介石允许承认陕甘宁边区，从此才算是国内的党派斗争要停止了。团结一致，抵抗日本的事情有了很大的希望。当时我对蒋介石说：“只有这一件事，你办得好。”蒋回答我说，以后他愿意更要本着这个意思，继续努力下去。我说：“应当如此，我要恭贺你。”
想不到二十九日那天，汪精卫在南京广播，题目是最后关头。那天汪说的完全是宣传民族失败主义。由此可见，汉奸的作用，汪蒋两个人是一致，蒋介石刚刚有了千分之一的团结内部、抵抗日寇的打算，马上这个卖国贼汪精卫又在那里胡说起来，又加上蒋介石的心腹刘峙，从平汉路一直向后跑，弄得大局只看见坏，看不见好。他们因此好宣传：你们看抗日不能成功吧？为了用种种方法，证明不能抗日，粮食、弹药、交通，什么都没有一点准备。我问过蒋：“为什么不准备呢？”蒋说：“若一准备，日本人就知道了，日本一向我们进攻，那还不亡国么？”他没想到他没准备，日本就不向他进攻么？
蒋介石对日本人的侵略行径虽也十分气愤，说日本人“其败可立而待也”，但一到了日本人拿刀动枪真杀真打的时候，他就又开始“不抵抗”了。这一个“不抵抗”，害了佟、赵两位将军的性命。据说，因为当时蒋在庐山，得到消息已是7月9日，而他的对策都是“不屈服不扩大之方针”。蒋介石这种一味妥协的方针实是其来有渐的。
早在1927年5月，当蒋介石的北伐第一路军进入山东时，日军即在青岛登陆，7月曾一度侵占济南，屠杀过中国人民。1927年6月27日至7月7日，日本田中内阁召开了“东方会议”决定：一、保护在中国的既得利益，为了自卫，虽出兵亦在所不辞；二、对中国东北将负起整个治安之任，并使满蒙脱离中国而独立。臭名昭著的“田中奏折”就是这时提出来的。田中内阁的侵华政策，遭到了日本国内进步人士和旅日华侨的反对。为此以田中义一首相为首的军国主义分子杀害了千余名进步人士，逮捕了三百余人，野蛮镇压国内人民的反抗。1928年4月18日，田中内阁为了阻止国民党北进，再次决定出兵山东。4月26日，日军斋藤旅团六百六十人作为先遣队到达济南，占领了西城门外的商埠区，构筑工事，架设铁丝网，封锁交通。日军曾策动张宗昌出面向日本政府提出派兵保侨的要求，以掩盖其侵略行径。但张宗昌拒绝了。他一跑了事，把济南城完全让给日本人，叫日军与国民党军直接交锋。
5月1日夜，蒋介石率总司令部到达济南城，在旧督署设立总部。5月2日上午，日军福田彦助中将率领的第六师团 3000人开进济南，在正金银行楼上设立了司令部。蒋介石对日本侵略者明目张胆地武装挑衅，不作任何防范，只叫他带来的外交部长黄郭去和日军谈判。日军为了麻痹蒋介石，派特务分子佐佐木去见蒋介石。蒋介石向佐佐木保证国民党与日军和平相处，只请日军拆除工事。佐佐木“欣然”应诺。日军果然拆除了障碍物，撤去了哨兵，同时还放出表示与国民党军友好的气氛。对日本充满幻想的蒋介石完全丧失了警惕。
5月3日上午，日军突然对国民党第四十军第三师第七团的两个营发起攻击。当时蒋军营长均去师部开会，无人指挥，顿时大乱，损失惨重，其中第二营全部被日军歼灭。九十二师因被指定为济南卫戍部队，奋起反击日军，九十三师亦参加战斗，一下子压倒了日军的嚣张气焰。敌军师团长福田立即派佐佐木去见蒋介石，逼迫蒋下令停火。威胁说，如不停火，中日将全面开战。蒋介石立即派出10个参谋组成的传令班，打着白旗，到各部队传令停止对日军还击。同时派黄部到日军司令部交涉。
黄郭到了正金银行，福田只派参谋长黑田与黄郭相晤，以示对国民党军的轻蔑。黑田向黄邦提出，蒋军仍有在抵抗的部队，必须立即停火，并一律退出日军警戒区。蒋介石立即照办，严令蒋军不许还击。日军趁蒋军停止抵抗之机，开始对中国军民大屠杀。商埠区的华军全部被日军缴械。外交部长黄郭设在津浦路局的办公处，被日军占领。黄郭及其卫士被缴械，徒手退出，迁往总部办公。尤其惨无人道的是，日军公然破坏外交惯例，冲进外交公署，将新任驻山东特派交涉员蔡公时及16名随员，捆绑毒打。蔡公时当即向日军说明身份，日军毫不理睬，并残暴地割耳鼻和舌头。其余16名随员也遭百般蹂躏后，与蔡公时同被日军杀害。其状之惨，目不忍睹。日军炸毁济南电台，连同邮电局里的职工一起轰击。在邮电局里避难的居民，被日军当作俘掳抓起来毒打。中国军民，无论在马路上行走，或是在商店里买东西，甚至在澡堂里洗澡、理发店理发，只要被日本大兵碰上，立即遭到杀害。日军在普利门至济南车站各马路，任意开枪，截扣车辆，断绝交通。并制造借口，以抓便衣队为名，挨家挨户地搜，百般折磨，直至杀害。居住在济南的一些日本人还组织义勇团，对早时有反日言论或者取缔过日华的中国学生、工人、店员进行杀害。据事后不完全的统计，这次惨案，日寇共杀害了中国军民3254人。
日军在济南的所有暴行，蒋介石身临其境，耳闻目睹。对事件的处理，都是蒋介石亲自指示的。5月3日蒋介右严令他的军队停止对日军还击之后，日军开始大屠杀，制造了骇人听闻的‘“5·3惨案”。日寇在蒋介石的眼皮底下肆意捕杀他的官员，攻击他的士兵，污辱他的人格，他一概能忍受。对于日军屠杀民众，蒋介石更是不闻不问，却在5月4日下令蒋军全部撤出商埠区，还不许怠慢。蒋介石所能做的事，就是不断地派“日本通”去与日军谈判。5月3日派黄郭、陈韬，4日改派熊式辉，5日换成赵世暄，6日派王正廷、崔世杰。希望日寇能从其中选择一个比较喜欢的人，以达成某种妥协。但这些“日本通”皆道日寇凌辱，先后碰壁而归。5月5日，蒋介石再次下令，除留两个团的卫戍部队在城内，其余国民党军一律撤出济南城，严令取消一切反日运动，禁贴反日标语。蒋介石还引用日本发布的新闻中诽谤中国军队的材料来训斥部下。蒋介石竟对部下发出训令：“对于日本人，绝对不开枪；为救一日人，虽杀十人亦可，若遇有事时，日本要求枪支，即以枪支与之，要求捕作俘虏，即听其捕作俘虏。”
作为一个军事主官，竟对部下发出如此训令，实是古今中外所罕有之事！正是在这种思想的主导下，蒋介石“不抵抗”命令才下得如此坚决，毫不含糊--原来他并不认为那是一种耻辱。若不是因为“西安事变”中已答应了抗日，若不是全国人民要求抗日的呼声日益高涨，恐怕蒋介石连这个“不屈服不扩大”的方针也不会下达，多半又要严令北平守军“不准抵抗”了。
卢沟桥事变发生后，蒋介石除了命令二十九军宋哲元“从速构筑预定之国防线工事，星夜赶筑……守士应具决死决战之决心与积极准备之精神应付”之外，还调动商震等部驰赴河北待命支援。在庐山上，蒋介石也有一系列主张抗日的举动。这一切，总算稍许洗刷了一点“不抵抗”的劣史。
黄绍妨在其所著《五十回忆》一书中曾描述说：
“七·七事变”发生了！有一天，集合了全体的官长学员，蒋先生登台点将，命令总队里的李默庵、冯安邦、刘戡等军师长，率队北上，抵抗日寇的侵略。奉令出发的人员，站在点将台上，与一班未曾出发的同学告别。真是人中英雄，气壮山河。同学们景仰羡慕的心，与企望效死致胜的心，都同时表现出来！
在卢沟桥，日军进攻一开始，守军即在团长吉星文的率领下英勇反击，给敌军以重创。
7月8日，北平市长秦德纯给在庐山的蒋介石打电报，报告卢沟桥事变情况。此时，蒋介石正在庐山举办训练团，目的是统一国民党内对抗战的思想。蒋介石自兼团长，陈诚为教育长，各省主席、各军总指挥为团副。聘请名流学者、大学校长、教授讲课。调集的受训人员是部队的中、高级军官和文职人员的中学校长、国民党各省、市党部委员、以及县长、专员等参加受训。接到卢沟桥事变的报告后，蒋介石当天就给二十九军军长宋哲元回电，指示：“宛平应固守勿退，并须全体动员，以备事态扩大。”
同是这一天，中共中央向全国发出了“中国共产党为日军进攻卢沟桥通电”，指出“平津危急！华北危急！中华民族危急！只有全民族实行抗战，才是我们的出路。”同日，毛泽东、朱德、彭德怀等7人联名打电报给蒋介石：
“庐山蒋委员长钧鉴：日寇进攻卢沟桥，实行其武装攫取华北之已定步骤。……平津为华北重镇，万不容再有疏失。敬恳严令二十九军奋勇抵抗，并本三中全会御侮抗战之旨实行全国总动员，保卫平津，保卫华北，收复失地。红军将士成愿在委员长领导之下为国家效命，与敌周旋，以达保土卫国之目的。”
7月9日，彭德怀、贺龙、刘伯承、林彪等人率全体红军，打电报给蒋介石表示：“我全体红军愿即改名为国民革命军，并请授名为抗日前驱，与日寇决一死战！”
由于卢沟桥战起，庐山训练团停办了，蒋介石留下办训练团的各省省长、各军总指挥及名流学者、大学校长等人，又把全国军政要人电邀到庐山，7月16日开始举行谈话会。中国共产党派周恩来、秦邦宪、林伯渠为代表，参加了庐山谈话会。
7月17日，中国共产党人士周恩来、秦邦宪、林伯渠同国民党人士蒋介石、张冲、邵力子等在庐山举行会谈。此前中共代表已将一份题为《中国共产党为公布国共合作宣言》交给蒋介石。《宣言》提出了发动全民族抗战、实现民权政治、改善人民生活等三项基本政治纲领。为了共赴国难，中国共产党提出如下四项保证：
一、孙中山先生的三民主义为中国今日之必需。本党愿为其彻底的实现而奋斗。
二、取消一切推翻国民党政权的暴动政策及赤化运动，停止以暴力没收地主土地的政策。
三、取消现在的苏维埃政府，实行民权政治，以期全国政权之统一。
四、取消红军名义及番号，改编为国民革命军，受国民政府军事委员会之统辖，并待命出发，担任抗战前线之职责。
在与蒋介石的谈判中，中国共产党建议以这一《宣言》作为两党合作的政治基础，并由国民党将其公开发表。但蒋介石表示只能承认陕甘宁边区，在红军改编之后的指挥权上仍坚持己见，坚持红军改编后的三个师直属行营指挥，三个师的参谋长由国民党方面指派。周恩来根据中共中央的指示，对红军统帅机关名义问题暂作让步，但坚持“国民党不准插入一个人”的原则。拒绝国民党派人参与军事指挥。这时，蒋介石仍然“希望由和平的方法，求得卢事的解决”，因此，他对全面抗日尚未下最后的决心，故又把中共的提议暂时搁置起来。
蒋介石一方面命令驻北平的二十九军抵抗日军进攻，一方面通过外交途径谋求和平解决，派外交部长王宠惠向日本提出书面抗议。同时，蒋介石从庐山致电桂林的李宗仁、白崇禧，声言中央已决心抗日，约李、白二人速赴庐山，共商大计。李当即复电蒋介石，表示“中央既已决心抗战，我辈誓当拥护到底，崇禧当即遵命首途，听候驱遣，我本人则暂留桂林、筹划全省动员事宜，一俟稍有头绪，亦即兼程北上，共效驱驰。”
7月17日，蒋介石针对卢沟桥事变发表了较为强硬的讲话：
“卢沟桥事件能否不扩大为中日战争，全系于日本政府的态度。和平希望继续之关键，全系于日本军队之行。在和平根本绝望之前一秒钟，我们还是希望和平的，希望用和平的外交方法，求得卢事的解决。但是，我们的立场有极明显的四点：一、任何解决，不得侵害中国主权与领土之完整。二、冀察行政组织，不容任何不合法之改变。三、中央政府所派地方官吏，如冀察政务委员会委员长宋哲元等，不能任人要求撤换。四、第二十九军现在所驻地区，不能受任何的约束。这四点立场，是弱国外交最低限度。”
蒋介石在7月17日的讲话中向全国人民发出号召：“如果战端一开，那就是地无分南北，人无分老幼，无论何人皆有守土抗战之责任，皆应抱定牺牲一切之决心。”
7月27日，日寇向平津地区增调了约16万人的陆军部队和18个空军中队。至此，侵人华北的日军总数已达30万人。次日深夜，日军向我平、津两市大举进犯，二十九军虽英勇抵抗，终因长期以来执行“攘外必先安内”的政策，对日备战不足而致失利。7月28日至30日，北平、天津相继失陷。
平、津失守后，蒋介石于7月31日发表了《告抗战全体将士书》，为其长期坚持“攘外必先安内”的误国政策进行辩解：“……这几年来的忍耐，骂了不还口，打了不还手，我们为的是什么？实在为的要安定内部，完成统一，充实国力，到‘最后关头’来抗战雪耻。现在，和平既然绝望，只有抗战到底，那就必须不惜牺牲来和倭寇死拼。我们大家都是许身革命的黄帝子孙，只有齐心努力杀贼，驱逐万恶的倭寇。”
蒋介石虽然认为抗日已到“最后关头”，但他在国共两党合作抗日的问题上仍是一再下不了最后的决心。8月9日，蒋介石针对7日中旬周恩来在庐山上交给他的中国共产党《为公布国共合作宣言》，在南京召开了国民党最高国防会议，周恩来。朱德、叶剑英作为中国共产党的代表出席了会议。8月中旬，蒋介石与中共代表举行谈判，企图把宣言中的三项基本政治纲领删掉，只保留四项保证，周恩来拒绝了这种修改，并建议暂缓公布这个《宣言》。中共代表在谈判中坚决反对蒋介石的在红军改编后由国民党方面派任政治部主任的主张，坚决主张设立指挥部，并由朱德和彭德怀任正副指挥。
正在这时，1937年8月13日，日军又发动了对上海的大规模进攻，总计投入的兵力达 20万人，大炮 300余门，战车 200辆，飞机300架，兵舰数十艘。日寇扬言，3个月即可灭亡中国。日军这次大规模的军事进攻，直接威胁了国民党统治的中心地区，蒋介石知道单靠外交途径已经无法阻止日寇的进攻，这才下决心抗战。
8月14日，国民党政府外交部发表抗战自卫声明：“中国之领土主权已横受日本之侵略……中国决不放弃领土之任何部分，遇有侵略，惟有实行天赋之自卫权以应之。”8月14日凌晨，蒋介石电令京沪警备司令张治中对敌发动总攻击。此次淞沪抗战中，蒋介石先后调集了73个师参加作战，占当时蒋介石的军事委员会能够指挥的全部兵力的三分之一强。我国军队同仇敌汽，不怕牺牲、英勇抗敌，多次重创敌军，极大地鼓舞了上海和全国人民决死抗战的勇气。
上海抗战进行中，蒋介石经常带领高级将领们亲赴前线督战，这一时期，蒋介石抗战的决心是非常坚定的。由于中国军队的英勇抵抗，上海保卫战坚持了 3个月之久，至10月底，日军死伤数字已达4万余人。这一数字是日本陆军省自己公布的，多半是大大缩小的。由于日军武器先进，火力凶猛，因此参战的中国军队伤亡更为惨重，达到近30万人。由此可见上海抗战的激烈程度。
在上海抗战中，上海人民发扬了革命传统，在中国共产党的号召和领导下，工、学、商、妇女、华侨等各界群众和爱国人士都积极参加了抗战工作，一时间救亡协会、战时服务团等民众支援抗战的团体纷纷成立。“‘有钱出钱，有力出力”，形成了轰轰烈烈的抗日救亡运动，有力地配合了中国军队作战。
中国参战的广大官兵，在极度恶劣的条件下，以落后的武器装备抗击日寇，出现了许多可歌可泣的感人事迹。如守卫宝山的一个营，在敌人优势兵力的攻击下，坚守两昼夜，无一人后退，最后几乎全部殉国；坚守苏州河北岸四行仓库的以谢晋元副团长为首的800名壮士，在孤立无援的情况下激战四昼夜，最后奉命撤入英租界。
8月14日下午，中国空军第四大队大队长高志航率27架战斗机与日寇13架轰炸机激战于杭州上空，一举击落敌机6架，而我空军无1架受损伤。此役成为抗日战争中空战史上最辉煌的战例。后来，根据宋美龄的建议，以每年的8月14日为国民党军队的“空军节”。
8月19日，蒋介石表示同意共产党关于红军改编问题的主张。8月22日，国民政府军事委员正式发布命令，将红军改编为国民革命第八路军，并任命朱德、彭德怀为正副指挥，叶剑英任参谋长，任弼时任政治部主任，邓小平任副主任。下辖三个师、第-一五师师长林彪；第一二O师师长贺龙，第一二九师师长刘伯承，全军共3万多人。红军改编后，即东渡黄河开赴山西抗日前线。
8月15日，中国共产党发表了著名的《抗日救国十大纲领》。其主要内容为：（）打倒日本帝国主义；（2）全国军事的总动员；（3）全国人民的总动员；（4）改革政治机构八5）抗日的外交政策；（6）战时的财政经济政策；（7）改良人民生活；（8）抗日的教育政策；（9）肃清汉奸卖国贼亲日派，巩固后方，（l）抗日的民族团结。这个纲领全面地体现了中共在抗日战争时期的政治主张。
1937年9月22日，国民党中央通讯社正式发表了《中国共产党为公布国共合作宣言》。23日，该社发表蒋介石《对中国共产党宣言的谈话》。蒋介石在谈话中说：
“此次共产党发表之宣言，即为民族意识胜过一切之例证，如放弃暴动政策与赤化运动，取消苏区与红军，皆为救亡御侮之必要条件；且均与本党三中全会之宣言及决议相符合。而其宣称愿为实现三民主义而奋斗，更足证明中国今日只能有一个努力之方向。余以为吾人革命，所争者不在个人之意气与私见，而为三民主义之实行。在存亡危急之秋，更不应计较过去之一切，而当使全国国民彻底更始，力谋团结，以共保国家之生命与生存”。
蒋介石以上的谈话，实际上承认了中国共产党的合法地位。
蒋介石当时的态度，固然反映了他在抗日民族统一战线问题上仍然坚持其国民党必须凌驾于其他党派之上的态度，但毕竟是其态度转变的一个明显标志--他终于同意国共合作、共同抗日这一基本纲领了。
中国共产党的宣言和蒋介石谈话的公开发表，标志着第二次国共合作的开始。10月2日，国共两党谈判又达成协议，将原在南方坚持革命游击战争的中国工农红军游击队改编为国民革命军新编第四军，以叶挺为军长、项英为政治委员，在大江南北开展敌后抗日游击战争。
改编后的工农红军，在中共中央和八路军指挥部的统帅下，立即开赴抗日前线，一路北上，迎击日寇。1937年9月25日，八路军-一五师在晋北平型关伏击日军板垣师团一部，歼敌1000余人，取得了抗日战争开始后中国军队的第一次大胜利，并粉碎了“皇军不可战胜”的神话。此役起到了灭敌凶焰、稳定战局的作用，扩大了中国抗战在国际上的影响。
日寇扬言“3个月灭亡中国”，可是，在中国军队的英勇抵抗下，一个上海就打了近3个月。上海抗战对整个抗日战争是极具军事、经济和政治价值的。对日本而言，上海抗日战争更挫败了日寇“速战速决”的战略方针。
坚守上海的作战计划，是蒋介石亲自制定的。虽然有前敌总指挥，但作战的主要部署都要由蒋介石亲自决策。按原作战计划，上海抗战如果失利，到10月底，我军主力应撤退到吴江。福山一线，并以有力的一部占领江阴、无锡、海盐之线。这两条线是蒋介石于1934年至1936年投入四个师的工兵团，用两年的时间构筑的阵地，轻重机关枪掩体星罗棋布，全是钢筋水泥做的，还有许多半永久性的工事。如果及时撤守到这两条线，一方面可以节约兵力，使部队得到补充和整训；另一方面还可以迟滞日军的前进，以空间换取时间。这样，虽然丧失了上海等部分领土，但我们是个大国，有足够的回旋余地，可与敌人进行持久战，争取最后胜利。按照当时的情况，这是我国抗日战争的上策。
参加上海作战的中国军队，到了1937年10月中旬，每个师大部分伤亡过半，每师所存人数，多的不过三四千人，少的只有两三千人。这时上海的浏河、阂行、江湾、闸北、真如等地已被日军占领，中国后方又无兵力增援，敌我战斗力悬殊，我军疲惫不堪，已很难支持。再苦撑下去，只是徒然消耗兵力而已，对战局不利。但蒋介石严申命令：擅自撤退，军法从事。前线指挥官都不敢报告真情实况。蒋介石偶以电话盘询前方战况，部下多诡士气旺盛。倘有直陈实情者，即遭蒋介石训斥。到了10月末，守卫上海的中国军队已无法支持。在这种情况下，大本营副参谋总长白崇禧和作战组组长刘斐向蒋介石再三苦谏，说明上海会战应适可而止，即时向吴福线和锡澄线既设阵地转移，以便更好地打击敌人和保存我军的战斗力。蒋介石这才同意了这个意见。
但在下达转移命令后的第二天，即11月1 日，蒋介石突然召集一次紧急会议，说根据外交部的意见，九国公约国家要开会了，只要我们在上海继续顶下去，九国公约国家就可能会出面制裁日本。因此，蒋介石要收回撤退成命，要各部队仍回到阵地死守。白崇禧、刘斐表示反对，指出部队已开始转移，在敌人的强大压力下要部队再回到原阵地，一定会引起混乱，后果将不可收拾。蒋介石坚持不肯，并于当天夜里带领着白崇禧、顾祝同等人，坐火车到了南翔，在一个小学校里召开了师长以上将领参加的会议。蒋介石讲了40分钟的话，他首先对前线官兵的英勇作战加以表扬和鼓励。紧接着他就说：“九国公约会议将于11月3日在比利时首都开会，这次会议对国家的命运关系甚大。我要求你们做更大的努力，在上海战场再支持一个时期，至少两个星期，以便在国际上获得有利的同情和支援。”同时他又说：“上海是政府的一个很重要的经济基地，如果过早放弃，也会使政府的财政和物资受到很大的影响。”蒋介石反复地阐述这番话，语气很坚定，不容旁人插言，说完他掉头就走了。
所谓九国公约，即《九国关于中国事件应适用各原则及政策之条约》，是1922年2月6日美、英、法、日、意、比、荷、葡和中国北洋军阀政府在华盛顿会议上签订的。条约规定：“维护各国在中国全境之商务实业机会均等”和“中国之门户开放”的“原则”。这个条约是对中国主权、独立、领土完整的粗暴侵犯。如今，日本要独吞中国，蒋介石认为其他8国在中国“机会均等”的利益受到损害，就会出面制裁日本。
这时，上海战场第一线的各部队已在撤退途中，忽接蒋介石的命令又要返回原阵地，还有的已经撤退在途而没有接到返回原阵地的命令的部队，仍照旧后撤。加之战斗激烈，后撤的部队已很难脱离敌人，让后撤的部队返回原阵地自然更难。指挥错乱，引起整个战场的混乱。由于中国军队没有及时的后撤，来调整战线，给日寇调集增援部队造成了良机。11月5日，日寇3个师团在80余艘军舰的配合下，在杭州金山卫登陆。登陆后日寇兵分两路对上海战场进行侧面迂回，企图对我军加以包围歼灭。这样就迫使我军不得不仓促撤退。由于撤退来不及计划，几十万军队同在一条公路上行进，极度拥挤。这时，地面有日寇机械化部队的追击，上空复有敌机投弹轰炸、扫射，后撤的中国军队不能不尽量疏散。这就使已经混乱的部队更不好掌握。由于仓促撤退，事前布置失当，既没阵地上没有留守部队和向导人员，也没有给后撤部队工事位置图，因些造成极度混乱，撤下来的部队找不到工事位置，有的找到了工事，却又没有打开工事的钥匙。这样在日军紧追不舍的情况下，后撤部队没有占领并利用工事的足够时间，只得继续后撤。于是，蒋介石苦心经营了多年的吴福线和锡澄线国防工事就白白放弃了，丝毫没有起到阻击敌人前进的作用。
由于蒋介石朝今夕改，致使中国军队有计划的后撤一下子变成了溃逃。军队建制混乱，官找不到兵，兵见不着官，各部队各行其是，一溃千里。上海保卫战就这样结束了。
依靠九国公约会议制裁日本的幻想破灭了，而为了这个不切实际的幻想，蒋介石付出了巨大的代价，中国军队也由此蒙受了巨大的损失。
从卢沟桥事变前的“不抵抗”主义到“8·13”上海抗战中的“坚决抵抗”，蒋介石在抗战问题上的确前进了一大步。但是，即使在“坚决抵抗”的同时，蒋介石仍然寄希望于国际社会的干涉，期待着局部抗战使日本帝国主义停止进一步的人侵。在这种错误思想的主导下，蒋介石没能按计划实施既定的作战方针，临时收回命令，将战略转移改为死守，这种盲目的拼死抵抗，终于导致了上海大溃败。可以说，如果按原计划执行战略转移的命令，中国军队撤至吴福线和锡澄线国防工事对日寇进行阻截，那么，国民政府的首都南京至少不会陷落得那么早。
正是由于上海之战的溃退，导致南京保卫战兵力不足。1937年12月7日，蒋介石乘飞机离开南京移驻庐山。12月13日，南京陷落，于是南京和平居民遭受了一场人类历史上罕见的血腥大屠杀。