接下來的幾天雙方在上海的戰鬥都顯得有些波瀾不驚。日軍忽然再次改變了戰術，不再在夜間派出小股部隊對中國軍隊的防線進行滲透，同時對於中國軍隊的偵察也減小了不少。當然，這樣並不是意味著他們就偃旗息鼓了。相反，對中國軍隊陣地的炮擊卻開始加強。10月29日，日軍集結了大約四百門火炮對中國軍隊的月浦地區進行了猛烈的炮擊。在持續一個小時的炮擊中一共發射了大約一萬發炮彈，而中國軍隊防禦的多處陣地被毀。但是，日軍並沒有發動攻擊。到了晚上，日軍海軍的巨型艦炮則開始加入到轟擊吳淞防線的行列中去。在參加轟擊的戰艦裡面，一艘身軀龐大的巨型戰艦顯得尤為顯眼，那就是日本中國方面艦隊的旗艦，原日本天皇坐艦金剛級戰列艦的二號艦
這艘建造於1915419日的戰艦是日本第二艘戰列巡洋艦，擁有四座雙聯裝14英吋(356mm)主炮，14單裝6英吋(152mm)副炮。該艦標準排水量噸，最大航速30節。雖然該艦在1936進行了簡單現代化改裝，但是由於戰事吃緊，所以日本海軍還是把他派了出來參加上海方面的戰鬥。此時，這艘戰艦終於顯示了他巨大的威力。這艘龐大的戰艦在十幾艘驅逐艦和輕巡洋艦的護衛下乘著黑夜慢慢吞吞的來到長江口，然後一架架水上飛機從軍艦的甲板彈射器中起飛，很快那些飛機就到達了中國軍隊在吳淞的防線後，照明飛機投下大型照明彈，校射飛機則在機場上空盤旋，比睿號戰列艦先以曳光彈標示彈著點，校射飛機報告修正諸元，隨後他的三五六毫米主炮開始齊射，每次炮彈落地都引發一片大火，經過八十分鐘射擊，日軍共傾瀉了五百八十發356毫米大口徑炮彈和九百多發203MM口徑炮彈。整個吳地區中國軍隊的三道防禦線都變成了一片廢墟。
但是和早上日本陸軍的炮擊後一樣，日軍並沒有乘中國軍隊的防線被自己的火炮轟個七零八落之後乘機進攻，甚至他們連小規模的步兵都沒有投入。這讓負責防禦的指揮官感到奇怪。日軍奇怪的炮擊一直持續了一個星期，每天都一成不變。早上是陸軍火炮，晚上是海軍炮擊。雖然這種炮擊對於人員的傷亡並不是很大，但是對於士兵的士氣還是有比較明顯的影響。特別是日軍晚上的炮擊，356MM口徑的炮彈尖利的呼嘯聲讓所有中國士兵都感到不寒而慄。當然讓他們鬱悶的還有就是每天早上和下午的修補陣地，雖然日軍並沒有進攻的意思，但是被毀的陣地每天還是要修補的。因為誰都不知道日軍什麼時候會發動攻擊，於是在上海中國士兵每天都在那種無聊的工作中打發時間，同時也在等著對方的攻擊。
與此同時，日軍在華北地區的攻勢也遭到了很大的挫折。由於日軍參謀本部戰略重心的南移，大批原隸屬於華北派遣軍的部隊劃歸到華中派遣軍。除此以外，大批的作戰物資也同時調往華中地區。這樣一來日軍在華北地區的攻擊就遭到了遏制，當然中國軍隊乘機在華北地區展開的反攻也是日軍陷入困境的主要原因。9月18，負責日軍左翼攻擊的日軍第五師團在代縣忽然遇到了一支神秘的部隊的頑強阻擊。這支部隊的裝束和晉綏軍、中央軍都不同。一件灰色的軍服，戴著德國製造的M35鋼盔或者大蓋帽，手中的三八大蓋和歪把子機[那麼的與眾不同。除此以外他們的炮兵火力也非常強大，射程也比日軍火炮的遠。更加奇怪的是，這支部隊作戰十分的頑強，一點不像他們一開始遇到的中央軍和晉綏軍一樣。當然這種情況讓負責指揮的阪垣征四朗感到十分的吃驚，最後經過縝密的調查他們終於搞清了自己的對手，那個部隊的番號是第六十七軍，這支部隊的指揮者則是王以哲，原東北第四軍的軍長，阪垣征四朗的老對手。當得知東北軍出現之後，阪垣顯然十分的吃驚，但是他卻並不把這支部隊看在眼裡。因為31年的時候自己所率領關東軍區區兩個師團就打的對方十幾萬人狼狽逃竄，現在自己有完整的一個師團，對方只有三個師不到四萬人，所以自己一方還有很大的優勢的。於是他決定採用一種很能夠振奮人心的戰術來摧垮對方的戰鬥意志。19日，在四十架飛機的掩護下，第五師團下屬的三個步兵聯
並進擺成一條直線直直的向中國守軍的陣地壓了過去
不過事情往往是事與願違，就在阪垣征四朗以為自己的部隊很快就能衝破對方的防線的時候，他一向看不起的東北軍給了其重重的一擊。王以哲利用對方輕敵的心裡設置了一個巧妙的圈套。對方攻擊的時候，他並沒有投入全部的兵力，相反只把一個步兵營放在了第一道防線，而在距離第一道防線五百米處的第二道防線集中了一個師的兵力，結果日軍在順利的攻下了第一道防線之後立刻產生了錯誤的判斷，他們認為和以往一樣，中國軍隊的士氣已經喪失，所以只需要自己再加上一點力氣，對方的防禦一定會土崩瓦解，於是，在這種心態的驅使下，日軍沒有做任何的事先偵察和調整就開始發動了第二次攻擊，當日軍還是排成整齊的隊形，做著類似於中世紀的步兵線式攻擊方法向對方的陣地上衝了過去。
不過這次迎接他們的則是由無數的子彈和炮彈構成的彈雨，瞬間日軍倒下了無數人，而剩下的則被打懵了。他們不知道發生了什麼事情，一直到對方打了三分鐘後，那些日軍才開火還擊，當然這種亂糟糟的火力反擊很快就被對方用機槍給壓制住了。日軍損失了大約一百多人。征四朗顯然不相信對方的戰鬥力會有那麼高的提升。於是他一邊命令自己的部隊繼續攻擊，一邊出動了一個聯隊的兵力，希望這個聯隊能夠繞過對方的防禦陣地攻擊對方的側後。這樣好徹底的讓對方的防禦崩潰，不過對方好像早有準備。王以哲在日軍側翼攻擊的必經之路上設置了一個小小的圈套埋伏了一個旅的兵力。等對方過來之後，所有部隊忽然發動攻擊。當然遭到這個突然的打擊，日軍顯得有些慌亂，所以只得撤退。
這個小小縣城附近的戰鬥持續了整整四天，王以哲所率領的東北軍如同厚厚的狗皮膏藥一樣死死的粘在阪垣征四朗的身上，怎麼揭都揭不開。這讓感到十分的鬱悶。但是與此同時他更加擔心自己的後方，由於自己的部隊已經深入對方控制區域足足有兩百多公里，自己的部隊已經是孤軍深入，再加上現在正在和對方進行高強度的對抗，為了不影響士氣，所以幾萬人補給的問題就顯得十分重要。
不過這個時候阪垣征四朗擔心什麼事情發生，就偏偏有什麼事情發生。1937年10月23日日軍第|::|個中隊的護衛下從河北的源出發，前往代縣運送物資。24日，當日軍途經山西省平型關的時候，忽然遭到了一股不明力量的襲擊。
一開始日軍以為是中國軍隊的散兵游勇或者是當地土匪的襲擊，所以並沒有把他放在心上。不過很快一發發迫擊炮的爆炸聲和機槍沉悶的射擊聲音讓負責指揮部隊的輜重兵第5隊聯隊長原田真一大佐感到事情並不是那麼的簡單。於是他立刻集中了自己手上的兵力進行反擊，但是對方好像對他們的戰術十分的瞭解，一開始就擊毀了打頭的一輛和最後一輛汽車，並且在居高臨下的情況下用迫擊炮和擲彈筒不停的轟擊對方的車隊。終於，日軍開始抵擋不住猛烈的炮擊，他們採取了一種很愚蠢，但是又很無奈的戰術，那就是全體向上衝鋒攻擊。不過在對方擁有完整的防禦體系面前，這種攻擊完全是屬於找死的行為。一撥撥毫無準備的日軍被機槍和步槍掃倒，或者被迫擊炮炸上了天。最後中國軍隊乘著對方潰退的一霎那忽然發起了反衝擊，滿山遍野的士兵如同海浪一樣衝下了還算陡峭的山，和對方玩起了正面的肉搏。雖然日軍對於白刃戰進行過專門的訓練，但是畢竟對方的人多。所以經過大約兩個小時的混戰，日軍還是崩潰了。下午三點，平型關激烈的槍聲終於停了下來，日軍在那裡丟下了將經兩千多具屍體，從源到代縣的日軍補給線被切斷了。當然事後日軍才知道，搞這個襲擊的是國民革命軍第十八集團軍第115的部隊，這支部隊是從不遠的陝西增援過來的。
很快，該集團軍的另一支部隊120於25日忽然出現在距離戰場170里以外的日軍補給重鎮廣靈。經過一天的混戰成功的消滅了駐守在那裡的由110團三個中隊組成的守備部隊，並且奪取了縣城，順帶搶走了囤積在裡面的大批物資。一時間日軍晉北的所有補給線路都被切斷了，阪征四朗不得已只得開始收縮防線，暫停向太原的攻擊。