3月1日，敌军展开全面的新攻势。闸北战线，敌冲击未逞；江湾方面，敌在飞机、大炮掩护下，继续向杨家楼方向扑攻；敌分两路进攻庙行方面，伤亡很大。但由于浏河守军大部已调往正面增援，兵力单薄，日军趁此机会，强行登陆，致使浏河沦于敌手。蔡廷锴等人曾请南京政府军政部速派两师驰援浏河，然而，一直得不到回复。浏河失陷后，守军侧面、后方均受到严重威胁。蔡廷锴、蒋光鼐和张治中同往南翔共商下一步的行动方案，这时，南京军政当局来电令淞沪守军于3月1日晚撤退到第二道防线，即嘉定、黄渡之线。
3月2日，第十九路军向全国各界发出退守待援的电文，表示“本军决本弹尽卒尽之旨，不与暴日共戴一天”。
3月3日，国际联盟开会决定要中日双方停止战争。蒋介石决定和日方和谈。蔡廷锴对蒋光鼐说，如果不是平等的和平，他个人表示反对，并说：“吾人身为军人，本以服从为天职，假如有人甘心出卖国家民族利益，誓不两立。”5月5日，南京政府与日方签订了《淞沪停战协定》。该协定规定，上海不设防，不驻军，不抵制日货，变为自由城市。
淞沪抗战爆发后，全国各族人民、港澳同胞、海外华侨，空前热烈支援第十九路军。据统计，海内外同胞捐给十九路军的款项，约有七百余万元。中国共产党在上海的地下组织，通过工会、学生会及其他群众组织，展开了对十九路军的支前工作。蔡廷锴深得全国人民和海外华侨同胞、港澳同胞的拥护和爱戴，被誉为“抗日将军”、“民族英雄”。
淞沪抗战的第二天，宋庆龄、何香凝等就到真如慰问十九路军官兵。在她们的主持和组织下，筹设了几十个伤兵医院。何香凝到前线慰问时，天正下大雪，而官兵只穿单衣夹衣各一套。她即发起捐制棉衣运动，五天内制成了三万多套全新棉衣，运送给官兵穿用。
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