随后，第八十八师对位于日租界虹口的北江湾路的日本海军陆战队司令部发起了主攻，而第八十七师则是攻击沪江大学作为策应。
整个下午到晚上，中国军队投入的这两个中央军装备精良的德械师，与日本海军陆战队激战在八字桥、持志大学、爱国女校沿线，双方互有伤亡，战况也非常惨烈。
第八十八师二六四旅旅长黄梅兴，在持志大学前沿阵地被日本海军陆战队的炮弹击中腹部当场阵亡，全旅伤亡近千余人，但是向日本海军陆战队司令部的进展甚微。
不过，日本海军陆战队的伤亡也相当惨重，仅在第八十八师正面的第一、第三大队，就阵亡中队长贵志金吾大尉以下一百零六人，负伤三百三十七人。
鉴于进攻路线受阻，以及战况比预想当中要惨烈很多，当天晚上，时任第九路集团军司令的张治中将军，下全线令暂停攻击，进行部队休整。
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