8月11日，蒋中正命令受过精良训练、配备德式武器第87、第88师移防上海市郊，以分散在华北日军力量，蒋中正与德国顾问亚历山大·冯·法肯豪森也坚信“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。[57]头几天激烈巷战，蒋中正嫡系中央军精锐把驻扎在上海的日本海军陆战队逼退到码头的日军阵地，可是强大的日本海军舰艇炮火，却挡住中国部队猛攻。在接下来的十天内，日本七万五千名援军在上海附近登陆支持作战，同时蒋中正也在上海部署了七十一个师，约六十万的士兵作战，包含几乎全部中央军德式训练部队、新组建的中国空军、以及广东、广西爱国军阀部队。中日军在上海狭窄的巷弄里进行巷战，双方都死伤惨重。[58] 8月14日，双方首次空战，陈一白、高志航给敌机以重创。从15日开始，日军开始了对南京的持续轰炸。指挥淞沪会战第三战区司令长官先是冯玉祥，后蒋中正亲自兼任。11月20日，中国军队在伤亡25万人之后，被迫撤退，上海自此沦陷。
抗日战争中，中国国民政府军兵力最高时达500万人。中国国民政府领导下的国民政府军与日军共有22次大型会战、1117次大型战斗、小型战斗38931次[121]。据中华民国国防部1946年统计，国民政府军作战伤亡322万7926人、病亡42万2479人，总计损失365万0465人[122]:243[1]；军令部统计自七七事变以来陆军阵亡131万9958人、负伤176万1135人、失踪13万0126人，空军阵亡4321人、负伤347人，海军舰艇全部损失[123]:36-37[1]、损失战机2468架。让日军阵亡48万3708人，而伤者更达193万4820人。这一数字不包含同时期内未正式加入国军的强拉的壮丁的伤亡数字，也不包括在后方编训时的非正常伤亡数字
一个训练有术的军人可以抵三个以上的新兵，国军可以说损失的兵力上千万。如果没有日本入侵，共军能打赢国军？
