国民党政府的息事宁人并没有换来日军的就此罢休，反而更加滋长了他们的侵略野心。当天深夜23点30分，日军行到闸北通天庵路时，突然向驻守在那里的19路军156旅发动袭击，震惊中外的上海“一·二八事变”爆发了。当时驻守在上海的军队主要是由蒋光鼐、蔡廷锴等人领导的国民党第19路军。事发以后，蔡廷锴立即指挥全军，以实际行动来反击日军的挑衅。
第一次中日交战，我军毙敌300余人、伤数百人，战果不大。但19路军依然没有放弃，继续英勇奋战，到29日天亮时，陆续击退了日军的猛烈进攻。但此时，日本加大了进攻的力度，盐泽海军大将下令调动两艘航空母舰上的战斗机，空袭我方军队，并在闸北南市一带人口密集的居民区投下大量炸弹。随后，无以计数的妇女、儿童被炸得血肉横飞，大量的房屋建筑轰然倒塌，惨不忍睹。
面对日军的进攻和狂轰滥炸，蔡军长向全军发出号召：“纵令血染黄浦江，19路军也要和日军战斗至最后一人。”但由于19路军的抗日行动是违背蒋介石的旨意的。当他听到上海市长吴铁城的报告后，当夜即同汪精卫返回南京，召见了海军部长陈绍宽，对陈严肃地说：“中国海军决不能与日本海军打起来，相反，要友好地相处。”因此，在19路军与日海军浴血奋战时，中国海军奉令调入长江躲避。