西安事变后，张治中卸除中央军校教育长一职，专任京沪分区警备司令官。1934年至1937年春天，国民政府预估日军会从上海与杭州湾北岸登陆，因此动员第三十六师、第八十七师、第八十八师在苏州吴县、福山镇之间构筑吴福线（苏福线，预定226个国防工事，其中已完成157个），无锡、江阴之间构筑锡澄线（第三十六师驻无锡；第八十七师驻江阴、常熟；第八十八师驻苏州）。淞沪线是从上海到吴淞口，苏福线是从苏州到福山镇，锡澄线是从无锡到江阴，这些工事都是在极端保密下完成的。另有乍浦、平湖镇、嘉兴之间的乍平嘉线（第五十七师阮肇昌负责构筑），海盐经嘉兴至吴江的海嘉线国防工事。
蒋开辟淞沪战场，目的是分散日军兵力：“敌军战略本以黄河北岸为限，如不能逼其过河，则不能打破其战略，果尔，则其固守北岸之兵力绰绰有余，是其先侵华北之毒计乃得完成，此于我最大之不利。我欲打破其安占华北之战略，一则逼其军队不得不用于江南，二则欲其军队分略黄河南岸，使其兵力不敷分配，更不能使其集中兵力安驻华北。中倭之战必先打破其侵占华北之政策，而后乃可毁灭其侵略全华野心。总之，倭寇占京沪，其外交政策已陷于不可自拔之境，而其进占鲁南，则其整个军略亦陷于不可收拾之地也。”
蒋和德国顾问亚历山大·冯·法肯豪森晓得华北平原无险可守，但上海街道和周边地区水道密布，对中国轻装备部队有利。法肯豪森认为，仅在沿海地区做初步抵抗就撤至平汉铁路，其持久抗战构想将使沿海地区过早放弃，于是外国物资来源将会断绝。其建议为国民政府采纳，1936年起开始在京沪、长江构筑国防工事。蒋百里建议：“沪宁方面，敌人不利于使用大部陆军，我方应取速决主义，不宜多控制预备部队于后方，使敌人能以少数兵力，牵制我大部兵力。平津方面，敌人仍将集中优势兵力，我方应取持久主义，兵力应有纵长之配置。”
7月27日，国民政府海军部长陈绍宽奉命在行政院会议上报告，将实施在长江江阴段沉船以封锁航道的计划。
7月30日，张治中判断：“我在北方作战，固不宜破坏上海，自损资源，然若敌方有左列征候之一，如：1. 敌决派陆军师团来沪，已开始登陆输送时；2. 敌派航空母舰来沪时；3. 敌在长江艇队来沪集会时；4. 敌在沪提出无理要求，甚至限期答复，即断定敌发动无疑。则因我主力军远在苏常以西，输送展开在在需要，且上海保安团抵抗力薄，诸种关系，似宜主动地位，首先发动，较为有利。”南京表达同意，覆电：“应由我先发制敌，但时机应待命令。”
1937年8月4日，白崇禧奉蒋电召飞抵南京，委白任副参谋总长职。中国最高当局知日本为贯彻其大陆政策，必不会停止行动，乃于南京召集全国将领开会，表示决心抗战。8月7日，南京国防会议里《关于中央之军事准备》：“全国军队列入抗战序列者，第一线约100个师，预备军约80个师，使用于河北约50个师”主战场以河北、山东北部、河北南部为第一战区。但何应钦认为开战有困难：“财政开支扩大，枪械、子弹仅可供六个月之需，防御工事未完成，空军不足等。”
国民政府外籍顾问端纳曾建议：“对日作战须先消灭上海、汉口、青岛之日本驻军，再全力对付平津战事。”军事委员会管理部代部长姚琮：“其利有五：指挥利便、集中容易、补给较便，江南多港湾不利于敌；易动列强观感而得多助。”因此，1937年《国防作战计划》规定：“长江下游地区之国军，于开战之初，应首先用全力占领上海，无论如何，必须扑灭在上海之敌军，以为全部作战之核心，尔后直接沿江海岸阻止敌之登陆……不得已时，逐次后退到预设阵地，须确保乍浦、嘉兴、无锡、江阴之线，以巩固首都。”
中国一切阶级都日益认识到，进一步对日本屈膝妥协，对中国一切阶层都将意味着毁灭。1937年8月9日下午五时半，日本帝国海军陆战队西部派遣队中尉大山勇夫带一等兵斋藤要藏，乘车由法租界入上海虹桥机场警戒线内，于附近滋事，中国保安队阻其前进，双方发生冲突，保安队死一人，大山等亦被击毙，由是引起交涉。是为虹桥机场事件。此事发生，增加上海战争危机，但双方均表示用外交方式解决。中国亦派大军分布在真茹、闸北及京沪铁路沿线，藉以自卫。
张治中被任为京沪警备司令，所统率之部队为第八十八师、第八十七师及教导总队。日军以此为借口，要求国民政府撤出上海保安队，拆除一切防御工事，并向上海增兵。中国持不扩大事态方针，由上海市长俞鸿钧和国民政府外交部秘书周珏分别向日本驻沪总领事和日本海军通话，与日军折冲。当时日方声明，日本海军陆战队官兵本日未有奉命外出。纵令有人外出，也决不会有到虹桥机场。因为日本官兵是绝对不应该到机场的。
8月10日，日本运送增援部队到上海。
8月11日，日军佐世保第二舰队军舰16艘开到，陆战队2,000名登陆。国民政府军事委员会令京沪警备司令张治中率第八十七、第八十八师赴上海组织防御。第八十八师二六二旅向闸北地区推进，占领北火车站——宝山路——八字桥——江湾路之线，迅速展开占领阵地，利用杜月笙构筑之家屋内工事，打开枪口清扫射界，构成街市战阵地。日本驻上海领事冈本谒见俞鸿钧市长，对虹桥事件要求撤退保安及撤除防御工事。蒋命令受过精良训练的国民革命军第八十七师、第八十八师、教导总队，装甲部队、重炮部队等陆续集结至上海市郊。
蒋与德国军事顾问团团长亚历山大·冯·法肯豪森均坚信上海必须固守，因为华北平原无险可守，日本机械化部队可横行无阻，而上海的街道与水道，则有利于中国轻武装部队作战。又淞沪停战协定共同委员会亦助日本要求中国撤兵，均为俞氏严予驳斥，谓：“中国无挑衅意思。日既先行破坏协定，军队行动，绝对自由。”中国外交部亦声明：“中国在本国领土内，实行自卫，今后一切责任，应由日方负之。”上海严正驳斥，英、美、法、义外交官要求国民政府将上海列为不设防城市。同时，日军以军舰20余艘护送运输舰向上海增补军需品，并动员日本驻上海海军陆战队（约3200人）与在乡军人、义勇团。俞鸿钧认为：“日本一面赞同以外交方式解决本案，一面又增兵威胁，殊属不合。”下午9时，张治中接到南京统帅部之电话命令，将全军进至上海附近。
国军原定于8月13日拂晓前开始攻击，但由于英美等驻华使节正在调停，中国为顾及国际视听下令前线张治中暂停攻势：“希等候命令，并需避免小部队之冲突为要。”日军并将其第1、3舰队30余艘舰艇集中在吴淞口。
8月12日，国民政府设立国防最高委员会，推蒋为陆海空军大元帅，统率全局，领导对日抗战[23]:112。中国海军完成对江阴水道阻塞作业，共沉大小船只35艘。国军第八十七师王敬久第二五九旅抵虬江码头。第二六一旅抵蕰藻浜车站、吴淞镇。第八十八师孙元良第二六二旅原本集结区为真如，但孙元良鉴于一二八作战经验，独断下令第二六二旅往闸北推进。 是日下午3时，应日方要求，召开淞沪停战协定共同委员会会议。会议在上海公共租界工部局会议厅举行，出席者除中日双方外，尚有英、法、美、意四国代表，日方代表冈本声称：今晨中国保安队及正规军队，已在近郊设置防御工事，此种行动，违反停战协定，应请共同委员会加以注意，采有效办法，加以制止。
俞鸿钧当即驳斥：共同委员会设置之目的，在维持上海之和平与治安，并非协助日本政府实施侵略政策。虹桥事件发生后，日方曾一再表示静候调查事实真相，以外交方式解决，但一面竟军舰云集，军队大增，军用品亦大量补充，此外尚有大批军舰正在途中，源源而来。此种措施，不独妨碍各国侨民之安全，且对中国为一种威胁，且足发生危害之行为。中国在本国领土内，当然有权采取自卫之行动。我方秉承中央所定人不犯我，我不犯人之一贯政策，对侨居上海之各国侨民，仍当加以保护。各代表提议可否将保安队稍稍后退以免冲突。俞鸿钧答：停战协定早已为日方破坏，故本日实无召集共同委员会之必要。
我国军队，在本国土地行动，有绝对自由之权，此则未容他人之置议。为维持上海之和平治安计，如日本将增加之军舰与军队调回，则我方对撤退保安队一点，亦愿加以考虑。会议毫无结果而散。日本在会上表示竭力避免战争，在行动上做好战争准备。日陆军省动员30万兵力分赴上海与青岛。日本海军陆战队在12日晚陆续登陆，在越界筑路区一带布防。
一二八事变以后，日方以虹口日军营房为核心，在周边租界、纱厂构筑百余处坚强掩体工事。日军参谋本部于卢沟桥事变后拟订〈处理华北时局要领〉：“如抗日行为波及华中华南时，亦以不出动陆军兵力为原则”。日本参谋本部以“防苏”为战略重点，认为中国华北地方割据，派系独霸一方色彩浓厚，中国将无力发起全面战争，只要再把华北镇压即可，故当时没把中国华中兵力当成对手。
日本据参谋本部井本熊男记述：
对华兵力使用限度的拘束，不用说，是来自对于苏俄的考虑。当时的想法，对苏兵力，加上预备队，是23个师团。而总动员兵力是30个师团，所以对华使用兵力只能有7个师团。因此没有向华北增兵的余裕。若有个万一时，是想就近从华北方面向东北转用兵力；但也觉悟到，这样的兵力转用，几乎是不可能的难事。
但稻田正纯认为：早在7月10日通过了由武藤章大佐所拟订之日本本土三个师团动员案，已从根本上推翻石原莞尔部长的不扩大方针。
日本原本对苏联军队有所顾虑，未料到斯大林于1937年6月11日进行大清洗，连米哈伊尔·尼古拉耶维奇·图哈切夫斯基元帅（红军拿破仑）都遭到杀害。6月30日，日本舰艇在黑龙江干岔子岛击沉苏联炮艇，日本驻苏大使与苏联交涉时发现对方态度软弱，日本军部因此认为苏联内部不安，于是扩大对华战事的想法开始出现。
日本在进攻华北同时，又于1937年8月9日制造日军官兵驾车直冲虹桥机场侦察被击毙事件（即“虹桥事件”）作为借口，策划进攻上海。
7月23日，日本首相近卫文麿采纳石原莞尔的建议，派出宫崎龙介为和谈密使，并事先告知中国驻日武官萧叔宣安排相关事宜，预定由神户出发时被日本军部查获，遭便衣宪兵逮捕，上海战事的爆发此时几乎不可避免。7月28日，日本政府下令撤走长江沿岸日侨，上海日侨准备以武力保护不在撤退之列。7月29日，日本参谋本部制定《对华作战计划大纲》：“一、以中国驻屯军进行作战，在平津地区对中国军队尽量加以沉重打击。二、在情况不得已时才在青岛和上海附近作战。”
当时日军在河北、绥远、平津一带。8月10日，日本海军希望控制长江流域，日本海相米内光政觉得军力不够，要求陆军出兵，但遭到陆军次官梅津美治郎与参谋本部石原莞尔的反对，经过争辩后决定派遣最小限度的兵力进行压制。8月11日，日本第三舰队驶集黄浦江及长江下游浏河以下各港口。到8月12日止，日本借此集中军舰30余艘，海军及陆战队1.5万余人，于8月13日向国军进攻，淞沪战争遂告发生。日本集结驻上海陆军及海军陆战队约万余人。
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