日本陆军总部对盐泽屡次受挫大为震怒，撤销其第一舰队司令职务，由第三舰队司令野村吉三郎中将接替指挥。野村带着一批海陆空军增援部队和大量武器装备来到上海。

野村在日本军中以老奸巨滑著称。到沪后，他详细研究了战况，改变了布署，决定采取分路包抄的战术夺取吴淞口，为增援日军登陆扫清障碍。为此他连夜调动兵力，进行战斗准备。

蔡廷锴得到日军调整布署的情报后，感到吴淞防御力量单薄，便从闸北抽出善打恶仗的翁照垣旅，调归吴淞要塞司令邓振铨指挥，为鼓舞士气，蔡廷锴亲往吴淞炮台看望部队，他将民众慰劳的两箱白兰地酒转送给78师副师长谭启秀和156旅旅长翁照垣，勉励他们不负百姓重托，死守阵地，狠狠打击日军。

2月11日，日军进攻准备就绪，野村认为胜券在握，便召见英国《泰晤士报》等西方大报记者，狂妄地说：“皇军在吴淞踏平华军防线之日为时不远，请诸位拭目相观皇军如何结束华军在华东的抵抗。”

2月11日下午，野村下令开始对上海的第二次总攻

在闸北日军飞机投下大量燃烧弹，使整个闸北区又一次变成火的汪洋。

在吴淞，日军飞机和舰炮轮番狂轰炸，吴淞口防地的炮台和大炮全部被炸毁。

就在日军在吴淞口抢滩登陆的危急时刻，吴淞要塞司令邓振铨弃职逃跑，他的秘书拒绝随他一起逃跑，并向军部作了报告。蔡廷错命令78师副师长谭启秀代理要塞司令，并下令死守吴淞，决不让日军登陆。

防守吴淞的官兵们在阵地废墟中顽强抗击登陆日军，一次次将日军压回到登陆艇上去。在一艘军舰上指挥登陆的野村想出一条毒计，命几艘登陆艇在日军陆战队员下艇实施攻击后立刻驶离岸滩。

数百名日军一看登陆艇走了，后退的路断了，都发疯似地向我军阵地扑了过来，野兽似的嚎叫令人毛骨悚然。

我军面对数量和装备都优于自己的敌人，早抱定战死的决心，尽管伤亡很大，但没有一人退缩，沉着地向涌上来的日军射击。两军在近距离胶着激战，不断有人惨叫着倒下去。

在屏障吴淞口和宝山城的蕴藻浜一线，我78师守军与日军展开拉锯战，阵地时而被日军攻占，时而被我军夺回。每一回合中，双方都各有百余人伤亡。打到下午5时，这片滩涂与水网交织的地带上已是尸横遍野。

眼看守军所剩无几，弹药也快打光，日军又一轮攻击开始了，三百多日军叫喊着冲了上来，形势十分危急。这时，我军阵地上不知是谁声嘶力竭地大吼一声：“和狗日的拼啦！”这喊声仿佛是在将燃尽的火堆上拨了一滚油，我军纷纷端枪高喊着杀声冲入敌阵，与敌肉搏撕杀。

自吴淞口、蕴藻浜到闸北，长长的战线上处处是激烈战斗的场面。我军官兵浴血奋战，以沉重的代价坚守着脚下的阵地。

下午7时，天完全黑下来，日军几处攻击目标没有一处得手，野村只好收拾残兵败将退了回去。

11日战斗，日军寸地未得却阵亡千余人，伤两千余人，野村内心极端恐惧，为挽局面，他将手中“王牌”刚从国内调来的日军主力久留米师团拉了上来。

久留米师团装备精良，曾在日俄战争中打过许多硬仗，是各事专家公认的日军精锐。野村命该师团攻占蕴藻浜北端的纪家桥，由此突破蕴藻浜防线，包抄吴淞口。

1月13日清晨大雾弥漫，久留米师团3000多日军乘大雾突然袭击纪家桥我军阵地。守卫在这里的张炎旅一连官兵拼死抗击，由于兵力悬殊，1小时后，全连官兵全部阵亡，阵地被日军占领

蔡廷错闻讯，急令61师师长毛维寿率预备队增援张炎旅，夺回纪家桥。蔡廷锴带着几名参谋亲自到前线督战。

蔡军长的到来使增援部队士气大振为大量杀伤敌人，缩短作战时间，减少更大伤亡，张炎旅长决定组织决死队。消息传出，有百余名官兵当即报名参加。

张炎选出40名身强体壮的汉子，对他们说：“你们此去是有去无回了，有什么话要给家中父母妻儿留下一个个说一说。只要张炎活着回去，我一定给你们捎到。”

决死队员们先是沉默了一阵，一位年纪挺大的老兵说：“这个时候了，还说什么，不就是一死吗！”其他士兵们七嘴八舌地说：“没什么说的，”“旅座快下命令吧！”

张炎热泪盈眶，连说：“好兄弟，张某至死忘不了你们！”

40名决死队员每人在身上捆扎几十颗手榴弹，用火油浇透军衣。他们分为10组，乘着没有散尽的雾气悄悄潜入敌人营地，我阵地全体官兵以军礼为40壮士送行。

不多时，敌人营地中响起惊天动地的爆炸声，日军顿时大乱，一片鬼哭狼嚎。蔡廷锴立即命令部队反击，我军个个勇猛无比，奋勇冲杀，日军来不及整理队形便被冲得七零八落，只得被动应战，混战起来。

决死队员的英勇牺牲为我军的反击奠定了胜利的基础。蔡廷锴亲自指挥61师包围了久留米师团之一部2000多名日军。一场酣畅淋漓的撕杀，将其全部歼灭。久留米师团受此重创，从此声名扫地。