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师向当面之敌猛攻，力求直突汇山码头。同时令88师佯攻虹口，98师警戒沙泾港以西。
36师师长宋希濂在新港开设师部，亲自指挥211团攻击沙泾港西岸之敌，215团和216团在战车第1连的配合下沿邓脱路和兆丰路向南猛攻，212团则沿舟山路攻击前进，掩护主攻方向侧翼。当夜24时36师开始主攻，作为前导的战车第1连奋勇冲杀，连破日军数道防线，但是步兵被日军密集火力所阻，未能及时跟进，结果坦克因失去步兵支援被日军击毁！后续步兵虽然失去坦克支援但依旧毫无踌躇猛攻不止。日军盘踞在道路两侧的高楼上，居高临下组
成交叉密集火网，并以坦克、装甲车掩护步兵分队实施反扑。212团在舟山路华德路口遭到密集火力拦截，伤亡惨重，106旅长陈瑞河也在战斗中身负重伤。215团的攻击也同样难以前进，第2营营长李增阵亡。部队见正面攻击无法奏效，便迂回侧后的小巷，准备从高楼后面攀窗而上，结果日军坦克突然杀出，以炮火封锁了巷口，再以燃烧弹猛轰，300多官兵葬身火海！216团前赴后继冲过百老汇路，一直攻到汇山码头大门前，但是没有随伴炮火摧毁坚固的码头大铁门，而四周日军弹如雨下，稍有迟误便有大量伤亡，团长胡家骥身先士卒攀爬铁门，官兵相继跟进，但是攻入码头的部队立即遭到日军猛烈侧射火力压制，死伤枕籍，胡家骥左右随从死伤殆尽，胡家骥也身中五弹！眼见无法巩固战果，死伤又重（216团伤亡高达570人），216团只好退回引翔港，日军乘势反击，宋希濂紧急投入师预备队工兵营才稳定战线。
21日就在第36师发动猛攻后，87师也开始攻击，战至午后先后攻占了精版印刷厂和康泰面粉厂，但是对日军在沪东最重要的据点公大纱厂却屡攻不下。
同日，另一支德式部队中央军校教导总队也从南京抵达上海江湾地区。
22日，双方依旧激战不止，但战线呈现胶着状态。
23日3时，36师经过短暂调整以3辆坦克和3个步兵营再次向汇山码头发起攻击，此次步坦协同比昨日大有进步，坦克接连摧毁日军多处阵地，步兵以血肉之躯吸引纵深日军重机枪火力，掩护坦克突入敌阵将其摧毁。战至5时，再次冲入汇山码头，并肃清码头日军。但日军停泊在黄浦江上的军舰立即以舰炮猛轰，接着百老汇路两端日军在飞机支援下从两面反扑，国军坦克全部被毁，冲入码头的官兵死伤累累，一营之众仅数十人生还！被迫退回唐山路，此次突击功败垂成！
但是几天来，国军各部的猛攻，已切断日军两翼，压迫其主力收缩至陆战队司令部和公大纱厂等几个孤立据点。杨树浦日军面对国军勇猛突击，惊恐之下竟纵火为障，百老汇路、公平路等地的大火整整烧了三天三夜！更有三批共约四五百人慌不择路逃至外白渡桥，向守卫租界的英军投降！缴械后被关押在外滩公园。
8月23日，日军后续部队第3师团在川沙登陆，直接威胁到中国军队的侧后安全。因此八一三淞沪会战期间进攻日租界的战斗就此告一段落，从此后日军从守势转为攻势，战役态势也随之逆转。进攻日租界的战斗，中国军队投入以德式师为代表的精锐主力，鏖战整整十日，史称十日围攻。付出了巨大代价，最后却功败垂成，其中原因，除了日军拥有绝对优势的海空火力支援外，我军在作战初期未能集中优势兵力（前五日实际只有第87师和第88师两个师），也是重要因素。可以设想，要是在8月14日就一举投入四个师，结局必然大不一样。此外，德式师在战斗中所采取的闪击战术，比较适用于宽正面大纵深的野战战场，而不是高大坚固建筑物林立的狭窄市区。而且德式师在攻击坚固建筑为依托的市区时，火力薄弱的致命缺陷一展无遗（虽有装备150毫米的重榴弹炮，但是因为市区里缺乏有利的放列阵地只能部署在市郊的大场，因距离较命中精度太差，又没有使用燃烧弹，效果可想而知！），更令人不解的是，德式师居然没有想到使用爆破战术（国共战争期间，解放军攻克坚固设防的城市主要就是依靠爆破战术！），实在令人难以相信！
淞沪会战是中国军事史上在近代励精图治，进行现代化建设以迎头赶上世界潮流的过程中，运用现代化程度最高的德式师精锐部队所进行的第一次三军立体协同作战，德式师在战役中所展现给世人的风采，令战场上的对手日军也赞叹不已，在日军战史上甚至将淞沪会战称为“德国式的战争”。
十日市区围攻也是德式师战史上最为壮怀激烈的篇章，然而其最后功亏一篑实在令人扼腕！
淞沪苦战
8月23日后的淞沪第二阶段作战中，36师、87师、88师虽迭经苦战，伤亡惨重，但是依然坚持战斗在第一线，除以主力继续攻击市区的日军，还不时抽调部队对外围日军进行反击，