日军第十军柳川平助中将将预定登陆地点依次由东向西划分为甲、乙、丙三个地区。
11月5日，在金山卫城东西一带的甲区、乙区并没有受到什么像样的阻击，日军便登陆上岸。在丙区，由第二船队的6艘船只搭载左侧支队第18师团一部受到了强大的阻力。
当天上午8时，日军第十军登陆部队左侧支队第18师团124联队在全公亭附近登陆，遭受中国军队第63师所属一部顽强阻击，国军以微弱的优势与日军在登陆和反登陆战斗呈现对峙状态，一直持续到当天下午日军海军军舰重炮火力支援才被慢慢打破，日军才慢慢在滩头站稳脚跟，继而夺取国军阵地。直到下午6时，日军才开始向纵深方向新仓镇搜索前进。至此，日军全线突破了中国军队在杭州湾的海岸岸际防御阵地。
11月5日上午，军统上海站第二行动小组张一浦一行四人从上海南市出发，一路向南越过黄浦江，还没有等他们赶到金山卫，迎头便赶上难民潮，很快就被难民潮所湮没。
听到远处的炮声，看到眼前的难民，张一浦停下车，抚胸长叹。
日军在金山卫的登陆，国军并没有提前得到情报。因为情况不明，也没有引起第三战区上层足够的重视。这天晚上7点以后，第三战区副司令长官顾祝同向南京蒋委员长、军政部长何应钦密电上报当日战况，只是在电文最后上报敌情研判中粗略地提到“本日敌由金山卫一带上陆，企图与苏州河沿沪杭线南下之敌主力相呼应，以切断我军与上海之交通”。
南京。蒋介石委员长看到第三战区的密电，双眉骤然蹙在一起，内心的震惊无以复加。在这一刻，这个优秀的军事战略家首先意识到中国军队即将面临腹背受敌，甚至会陷入被强大敌人包围的困境。
没有准确的情报支撑，对日军登陆行动，第三战区仅仅作出了对所部右翼作战军局部不利的判断。这种战略预判上的失误，首先在战略上已经败于敌手，意味着一场失败的开始。
面临极其复杂危险的敌情报告，蒋介石委员长立即要通了第三战区司令部的电话，指令立即找顾祝同接电话。而此时，顾祝同却在苏州附近的吴县，面对蒋委员长的追问，却对日军在金山卫一带的登陆行动语焉不详。
听到对方的回答，蒋委员长心焦如焚，严令第三战区迅速查清情况再行报告。
抗日北线战场不容乐观，宋哲元部控制陕甘川，拒绝中央军退入西北，而在这个节骨眼上，东线上海战场却又面临重大变故。最糟糕的是，日军在金山卫登陆，战斗已经打响了十几个小时，第三战区却仍然情况不明。
在这个时候情况不明，那就是犹如下一局盲棋，而敌手日军却是在下一局明棋。
这天晚上，顾祝同和南京方向来往电话20多次。得到第三战区一次又一次补充报告，蒋委员长这才基本了解了金山卫方向的战斗情况，让他没有想到的是，因为海防的薄弱，日军已经势如破竹，金山县城丢了，日军兵锋已经抵达亭林镇、松隐镇之线。
蒋委员长想到了陈诚，他在电话里征求了陈诚的意见。陈诚认为应该迅速后撤，调整战线，但蒋委员长仍然决定让第一线各集团军再坚守三天。
蒋委员长对国际会议的调停和抑阻还存有一种厚望，但是他却没有想到自己的这个决定，就因为这期待国际会议结果的短暂三天，将会葬送多少国军官兵的性命，将会给接下来的抗日带来怎样的变数。
这个变数，就犹如一着胜负难料的盲棋，多少国军将士的生命和中国人的命运就由这场棋局来决定。
与蒋委员长通过电话，安排好手头的工作，想到蒋委员长的坚持，第三战区前敌总司令陈诚内心忐忑不安，担忧地写下了当日的日记：“今日得知敌登陆后，即定左列之处置（笔记纵向书写，由可至左）：一、第26师由青浦开松江，沿黄浦江警戒；二、61师开赴闵行，以上每师均仅一百余兵;三、第107师、第108师由白鹤港经青浦向金山县、松隐前进；四、第79师即由嘉兴枫泾下车，占领国防工事，并派有力一部先占领金山县;五、第62师折回向澶泾、金山咀登陆之敌攻击；六、第63师除以一部就国防线工事外，主力即沿海边向敌侧击。以上各部均归黄（琪翔）代总司令指挥。此次未能歼灭登陆之敌并率动全局:一、部队（战斗力）太差；二、敌机活动使我各部均失联络；三、刘建绪未能令第79师照规定占领金山县。”
日军第十军司令官柳川平助中将原系台湾驻军司令，参加过日俄战争，惯用迂回战术。第十军登陆后，根本没有采用松井石根上海派遣军平推硬打的常规战法。
11月6日上午，日军第十军先头部队进抵米市渡附近，黄昏时分强渡黄浦江，击退正在少数中国守军后即向松江前进。第18师团左侧支队进抵广陈镇附近，与第62师、第63师一部发生战斗。
6日晚，第九集团军代司令黄琪翔赶赴松江，当即命令第61师在闵行东西之线沿黄浦江占领阵地，命令第67军第107师在得胜港至西家浜间据守阵地，命令第26师尽力歼灭已从米市渡北窜之敌，然后在得胜港至孙家角间据守阵地，命令第79师已到达之部队立即向龙摆渡、金山县城之敌人攻击。
7日晨，第62师攻克亭林镇，进攻叶谢镇受阻。第79师一部进攻金山县失利，退守枫泾镇以南的兴塔镇。
第九集团军代司令黄琪翔接到各部报告，为避免黄浦江南岸的第62师、第79师和独立第45旅为敌各个击破，当即命令上述各部在当天夜间撤退至黄浦江北岸，在闵行附近集结。此外，命令第108师至松江西南李塔汇镇阻击日军，激战至7日中午，遇敌增援，战况危急。
日军杭州湾登陆成功后，为统一指挥，11月7日，日本参谋本部下达“临参命”第138号令，将上海派遣军和第十军临时组成“华中方面军”，由松井石根任司令官（仍兼上海派遣军司令官），赋予“以挫伤敌之战斗意志，获得结束战局的机会主目的，与海军协同，消灭上海附近敌人”的作战任务，规定作战地域为苏州至嘉兴一线以东。
7日，第6师团第13联队则在黄浦江北与国军第107师展开激烈战斗，几经拉锯战斗，双方形成对時。但是，日军一个中队控制了松江以西的吉洋甘铁路桥，切断了沪杭铁路。第18师团各部，包括左侧支队则基本在原地与国军对峙。
11月8日，日军第十军主力在得胜港、米市渡等地渡过黄浦江，日军后续部队第114师团以及军直属部队开始登陆并向金山集中。
接到所属各部的战况报告，第3战区副司令长官顾祝同双眉紧蹙，他知道眼下苏州河方向战局日趋艰难，而松江方向日军势如破竹，两股日军行将合拢，淞沪战局岌岌可危，自忖中国军队决不能坐以待围。当即根据国军统帅部既定方针，即向吴县、福山之线既设国际阵地转移，积蓄力量，再图反攻。当即下达《第3战区第3期作战计划》，计划主旨是：战区以巩固首都为目的，先期向平（湖）嘉（善）吴（县）福（山）既设阵地转移，拒止敌人，待后续兵团到达，再以广德为中心，于镇钱塘江左岸方面转移攻势。