九壹八事變後，中國民間的反日情緒高漲。日本方面聲稱將采取自衛手段保護日僑利益。1932年1月18日下午四時，天崎啟升等五名日本僧人在毗鄰上海公***租界東區（楊樹浦）的華界馬玉山路的三友實業社外，向正在操練的工人義勇軍拋石挑釁，致起沖突，日僧被毆打，壹人死亡，壹人重傷。日方指為工廠糾察隊所為，1月20日，事後日本浪人放火焚燒三友實業社總廠，並殺死砍傷中國警察3人。當天，1200名日本僑民在文監師路（塘沽路）日本居留民團集會，並沿北四川路遊行，前往該路北端的日本海軍陸戰隊司令部，要求日本海軍陸戰隊出面幹涉。途中走到靠近虬江路時，開始騷亂，襲擊華人商店。
1月24日，日本海軍陸戰隊向上海增兵。當時負責防衛上海的中國軍隊是粵軍的十九路軍，由蔣光鼐及蔡廷鍇指揮，京滬衛戍司令為陳銘樞。陳銘樞及十九路軍主張應付日軍挑釁，但國民政府會議後則主張忍讓，並於1月23日由軍政部長何應欽下令十九路軍五日內從上海換防。
日駐滬總領事向上海市政府提出道歉、懲兇、賠償和取締抗日運動四項無理要求。1月27日，發出最後通牒，聲稱“二十四小時不見滿意答復，即采取自由行動”。上海市政府於28日下午四時答復日方，全部承認所提四項要求。
但1月28日23時30分，日軍海軍陸戰隊2300人在坦克掩護下，沿北四川路（公***租界北區的越界築路，已多次劃為日軍防區）西側的每壹條支路：靶子路、虬江路、橫浜路等等，向西占領淞滬鐵路防線，在天通庵車站遇到中國駐軍十九路軍的堅決抵抗。壹二八事變爆發。
1月29日淩晨，日機從停泊在黃浦江上的“能登呂”號航空母艦上起飛轟炸閘北華界，寶山路584號商務印書館及東方圖書館（中國最大的私人圖書館，藏書超過三十萬冊）均被炸毀。閘北多處燃燒。但日本陸戰隊奪占北站的企圖以失敗告終。
1月31日，日本援軍抵達上海，有巡洋艦4艘、驅逐艦4艘、航空母艦2艘及海軍陸戰隊7000余人。
2月1日，日本軍艦從長江上炮轟首都南京。國民政府宣布遷往洛陽，表示決不屈服（年底才遷回南京）。
2月初，1萬多日軍多次進攻吳淞，均被擊退。2月13日，日軍勁旅久留米混成旅團千余人，在蘊藻浜曹家橋偷渡成功後，在永安紗廠門前被中國重兵包圍，又有60名敢死隊員實施自殺攻擊，1600日軍全軍覆沒。日軍遭受重創，壹舉占領吳淞的企圖遂破產。
之後戰事擴大，日軍四易主帥，指揮官由海軍少將改由海軍中將任，最後以陸軍大將，前陸軍大臣白川義則擔任；數度增兵後日方最後投入兵力超過三個師團七萬人；並兼以海空軍、戰車助戰。
中國方面，蔣介石於事變發生後復出主理軍事，以中央軍第八十七、八十八師及稅警團、教導團為第五軍，由張治中指揮，於2月16日加入上海作戰；之後蔣再調正在江西圍剿***軍的第十八軍陳誠部入浙。中國軍隊在國民支持下，在江灣壹帶抵抗日軍進攻至3月2日，由於日軍在太倉瀏河登陸，形成腹背受敵的局面，於是全面從前線後撤。3月3日，日軍占領真如、南翔後宣布停戰。
5月5日，中日在英、美、法、意各國調停之下簽署《淞滬停戰協定》。日軍返回戰前防區（上海公***租界北區、東區及其越界築路地帶），中國軍隊暫留現駐地（滬寧鐵路上的安亭鎮至長江邊的滸浦壹線），交戰區劃為非武裝地區。
兩國參戰軍隊： 日軍7萬人：第三艦隊、混成第二十四旅團、第九、第十壹、第十四師團；
中國軍隊5萬人：十九路軍；第五軍（張治中）。
據統計，事件中中國金錢損失約為十四億元。閘北華界的商號被毀達4204家，房屋被毀1.97萬戶，損失慘重。（5年後八壹三淞滬會戰，閘北華界幾乎全部被毀）同濟大學（吳淞）、復旦大學（江灣）、上海法學院等均遭轟炸。
在兩國正式簽署停戰協定前，日人在4月29日於虹口公園舉行閱兵，慶祝日本天皇長壽的天長節及日軍勝利。韓國人反日誌士尹奉吉混入人群中，向主賓席投擲炸彈，結果白川義則被炸死，日本駐華公使重光葵被炸斷壹腿，植田謙吉中將師團長被炸瞎壹目。尹奉吉後來被捕，在日本被處死。