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都派遣军，司令官松井石根大将，参谋长饭沼守少将；第3师团，师团长藤田进中将；第11师团，师团长山室宗武中将；独立飞行第6中队。
日本第二次大规模增兵，调步兵10个大队，炮兵3个大队，工兵2个大队，重藤支队（台湾守备队5个步兵大队、1个山炮中队）；第9师团；第13师团；第101师团；野战重炮兵第五旅团。
日本第三次大规模增兵，于10月20日发出命令，派遣第10军，在杭州湾北岸登陆，还有第6师团，第18师团，第114师团，国崎支队，独立山炮兵第2联队，野战重炮兵第6旅团，第16师团等。
日本第1舰队、第3舰队除了5艘于吴淞口外，川内、由良、名取、鬼怒之二等巡洋舰，与时雨、白露、夕暮、有明、初霜、子日、若叶、初春等新式一等驱逐舰，早在8月10日前停泊于淞沪附近。8月11日又有佐世保第2舰队军舰16艘开到，日本海军以加贺、龙骧等航母于长江口外之佘山岛一带，策应日本本国机群作战。
可以说，日本也倾注了大半的国力，在魔都附近进行了一场豪赌。