３月５日，经过近一周的对峙后，陈明仁命令东南部我军在黄浦江上游准备大规模渡江作战，务必吸引敌军主力东调。１２：００，我空军６１１联队（大队）１２架轰炸机出现在黄浦江上游，对上游防线的日军进行大规模轰炸。南岸的工兵开始架设浮桥，第１６２师开始火力压制。十分钟后，日军空军赶到，但是遭到我伏击驱逐机的突袭，不得不放弃对轰炸机的进攻开始与我驱逐机缠斗。第７１联队（大队）２７架霍克３驱逐机与１６架９０舰战展开激战。但由于种种原因，双方损失都不大。在我军轰炸机离开后，驱逐机也主动离开了战场。此役，我空军击伤敌机４架，自己损失１架，受伤１架，基本算是个平手。而黄浦江西岸日军依托原有的坚固工事，拼死抵抗，对我军造成很大伤亡。１６２师见强攻不下，便主动脱离了接触，而西南面的李家珏发现前方日军有所减少，果断发起对安亭的进攻。此前，西尾寿造已经把主力派到了黄浦江上游一线，此时北面空虚，若安亭失守，他在大观园的司令部就直接暴露在我军面前。西尾连忙向总司令部求援，希望北路军能够派一个旅团南下。竹本太郎知道北路军前线正面临强大的压力，估计抽调不出那么多人，只能从市区抽调２个联队增援，但务必要西尾司令坚守２小时，同时电告司令部，请求再派一个师团登陆上海。在上海的我特工人员，见驻军减少，便乘机行动起来，在上海的日本宪兵一天总会少几个。竹本太郎叫苦不迭，但也没有办法，只能希望总部快点派增援部队来。

长春，侵华日军总部。在接到竹本的电报后，经过激烈讨论之后，采取了一个折衷的方案，派一个旅团赴上海，即上海的总兵力接近１５万，是在计划内所能投入的最大兵力了，要是情况在恶化的话，不得不考虑放弃上海，看来支那是今非昔比了，仅仅是接近３：１的兵力，就能够可以形成相对的平衡，看来似乎要重新制定对华策略。同时，冈村宁次起草了一份关于用政治手段解决支那问题的报告，交给东京总部。主要内容是设法买通支那内部人员，并且在外交上施加压力，迫使支那放弃东北，以山海关为线，签订互不侵犯条约……而关于中国海军异常向长江下游调动的报告，淹没在上海告急的电报中，加之对海军实力的完全自信，没有人注意这份情报。

３月１２日，当我国自行建造的平海号轻巡洋舰到达南京时，桂永清登上舰桥，海军司令面对一条一条即将自沉舰队，一言不发，默默注视。

３月１４日，计划沉底的各军用、商用、民用船提前全部到达指定港口 ，夜里第一批１５艘旧船开始自沉，海军部长陈绍宽负责监督此次行动。３月１５日５：００，第二批以平海号为首的大型舰只自沉。９时许，行动恰巧被日军侦察机发现，日海军第3舰队司令长谷川清中将得到情报，大惊失色，连忙命令江阴附近的日本舰船不惜一切代价，乘江阴航道还未完全堵塞，全速驶向长江口，命令航空母舰上的轰炸机分两波交替执行任务，轰炸江阴要塞，但不要轰炸支那舰队。战斗机起飞护航同时注意敌人动向，一有情况，立刻报告！不到万不得已，不许返航！“第三舰队是否要想江阴移动？”“不用了，江阴一带水雷密布，要塞坚固，纵然能够赶到，也损失惨重，在长江里的舰船算是希望渺茫了，我们只有祈求天照大神了……”

江阴上空，敌机像蝗虫一样远远飞来，对长江两岸进行了狂轰滥炸，沉船行动遭遇阻碍。由于日军来势凶猛，周至柔要求空军要掌握实际，在敌人即将返行，燃料不足的时候，以一个中队为一个波次，进行尾追攻击，并且轰炸机以小队为单位，适时迟滞日舰向长江下游逃窜。由于战术得当，将士用命，空军在当日取得有史以来单日最大战果，击落敌机３７架（轰炸机３１架），击伤１８架，击沉敌舰１艘（补给舰），自损（伤）１１架。

当日、江阴。长江两岸到处黑烟滚滚，一片狼藉。当地驻军被要求以排为单位，分散对敌人的俯冲轰炸机进行步枪射击演练（最终击落敌机２架，击伤３架），一切无关人员，远离长江５公里。入夜，空中的战斗停止了，我军加紧了沉船的步伐，并在１６日３：００沉船３９艘６万余吨，初步构建了江阴封锁线。日寇在长江上游的各种船只近６０艘，逃出７艘（重创４艘，轻伤２艘，１艘途中沉没）。中国政府当即通电要求长江的日本舰船，若不在１２小时内投降靠岸，一律击沉。