日军根据各部上报和飞机侦察的情况，最后计算出新接防的中国军队数量大概在三万到四人，同属那支秘密部队，加上推算其作战伤亡至少一万余人，这就与先前估计的这支部队的总数相差无几了。
面对如此严重的损失，松井石根一方面仍严令右翼部队继续保持攻势，不给对面中国军队以喘息机会并消耗其实力，另一方面也在加紧策划针对这支中国精锐部队的重大打击行动。
松井石决心要趁双方贴在一起的机会一雪耻辱，否则其一旦脱身，再想与之决战就不知能否如愿以偿了。
为此，日军上海派遣军很快制定了从其他方向的部队和预备队中抽调三个步兵联队、两个炮兵联队、一个战车联队、一个骑兵联队等相当于一个师团的兵力，配合第十一师团展开一场大规模的攻势，一举消灭战线右侧这支中国的最精锐部队的作战计划。
随着日军的开始调动，中国统帅部和第三战区根据淞沪战场其他方法压力忽减这一异常、以及空军侦察到的日军后方的频繁调动的情报，也分出来日军正在策划一次新的大规模进攻行动，其目标极有可能是针对左翼六十六军防线。
于是，第三战区司令长官冯玉祥率幕僚从宜兴赶到了昆山的十五集团军司令部，并立刻召开了军事会议商议对策。
十五集团军作战处长刚介绍完对面日军最新动向，冯玉祥就迫不及待的问道：“谢督战官，六十六军能不能趁日军还没有完成调动，再发动一次类似罗店大捷那样的先发制人的进攻？”
这是冯玉祥在来之前就定好的方案。六十六军罗店一仗打得干脆漂亮，很多人都希望能再看到一次。
在众人的注目之下，谢昌云起身回道：“报告冯长官，如果单纯发动一次进攻，六十六军完全可以做到，但是结果肯定不会很理想。因为罗店之战是在日军对我突袭毫无防范的情况下进行的，而且双方主要兵力都在运动之中，我们利用突然性、机动性和火力优势占了占了便宜，所以取得了压倒性的胜利。但目前日军已在其纵深构筑了大量的防御工事，并加强了各部的协调来预防我们的反突击。在这样的情况下，如果仅凭六十六军一支部队在局部区域的反攻，不但很难达到聚歼日军的目的，反而会使我们自己遭受重大的损失。但反过来看，如果我们的防御部署得当，用相同的代价就可以获得数倍的战果。所以，针对日军可能发动的进攻，我建议应我们应采用积极防御的方式，首先利用前沿工事和密集火力大量杀伤进攻日军，然后让开一些口子把敌人放进来，使其空中和火炮的
优势不能发挥，而我们则可以利用纵深的坚固火力点和预设兵力，对放进来的敌人进行绞杀。我的报告完毕！”
“我赞成谢督战官的意见。”陈诚紧接着就站起来表示附和，并接着又道：“我十五集团军今日又新增了两个师和一个炮团的兵力，原有六个师经过数天休整也有很大恢复，完全有把握在纵深设置一道坚固防线阻挡住突进来的日军，使六十六军能够集中兵力对敌展开绞杀，并可战役结束之后马上接替六十六军的防务。”
冯玉祥之所能够出任战区司令长官，主要是由于他的军事委员会副委员长的身份，但他手中没有自己的部队，再加上蒋介石喜欢直接插手，所以他根本无法有效行使职权。而十五集团军的目前所辖部队是以中央军和六十六军为主，在战斗力上又首推六十六军，陈诚和谢昌云两人站到了一起，大的方向就等于已经确定。
所以众将领根本不顾冯玉祥的尴尬，接下来都是一边倒的拥护，而且还直接围绕谢昌云的方案讨论起来。
见此前景，冯玉祥也只好把自己颇为得意的出击计划束之高阁了。
谢昌云也不是要故意和冯玉祥作对，只是由于他提的那个计划根本没有考虑前线实情，搞不好就会葬送六十六军。
随着讨论的深入，众人便很快再次领略到了谢昌云在军事才干上的与众不同，这个年轻将领不动则已，一动就是置人于死地的狠招，如果按他所提出的一连串环环相扣的计划进行部署，进攻的日军一旦深入中国军队防线几公里，其结果将是万劫不复。当然，六十六军为此也将付出巨大代价。
所以，谢昌云在阐明了全部意图后又道：“冯长官、陈总司令，非常抱歉，这一仗打完之后，今后左翼防线的重任就只能依仗其他部队了。”
陈诚正色道：“六十六军敢承担连番与日军决战的重任，其他人还有何脸面丢失阵地？”
其他各军将领也一齐起立，表示了誓与敌寇血战到底的决心。
冯玉祥先是憋着一股气，但耐心听了一阵之后也品出了一些门道，便明白了谢昌云并非却战或故意为难，而是要换个手段给日军一次更沉重的打击，其方案虽然看似冒险，但如果考虑到六十六军的战力，实际上却更具有成功的把握，让他不由也对这个久闻其名。未见其人的后起之秀刮目相看。
于是，冯玉祥立刻以战区长官司令部的名义同意了十五集团军的作战纲要，同时还表示战区各条防线都将积极配合左翼防线的这次诱敌行动，并另调一个重炮团、一个野炮团、一个工兵团、
一个战车连、两个高射炮营、两所野战医院以及一批军需物资补充到左翼防线。
会议之后，十五集团军各部立即按作战纲要开始了紧张准备
当晚，陈诚签署了由六十六军协同集团军作战处制定的“落叶”作战计划。
四天之后的九月十八日，这是一个让中国人刻骨铭心了整整六年的日子。
当天早上天刚放亮，日军就出动了两万余人，并动用了二百余门各类火炮、五十余辆战车、二十多架飞机，在近二十公里的正面上，分四路同时向中国军队的左翼防线发动了空前规模就进攻。
一时间整个战场就被硝烟所弥漫，除了分不出点的隆隆炮声之外，几乎听不到其它任何声音。
日军在战术运用上确实有他独到的地方，而且官兵素质也很高，为了掩盖其进攻的时间和地域，整个前沿在十七日夜间和晚上都做到了与平日一般无二。更有甚者，第一批参加进攻的一万余日军，利用黎明前两个小时的时间，竟悄悄潜伏到了距中国军队一线阵地仅有三至四百米左右的地方，而无一暴露。
这也使得十五集团军在“落叶”计划中，首先利用火炮对日军集结地进行打击的设想落了空。
不仅如此，在六十六军阵地前沿，日军还采用了以往罕见的进攻战术，在仅仅进行了数分钟的密集炮击之后，步兵紧接着就在战车配合下发起了全力的攻击，而且每一处都至少动用了两千人以上的兵力。
日军这种战术确实起到了一定效果，仅第一轮冲锋，六十六军的一线战壕就多处被日军占领，并有十余辆战车闯入了阵地达一百余米。
如不是前沿阵地冒死呼唤纵深炮群，用密集射击在一百至二百米的地段处封堵住了日军的后续部队，同时又不顾被己方炮火误伤的危险，在炮击中就迅速组织反击夺回了被日军占领的阵地，并用火箭筒击毁了侵入阵地纵深的日军战车，其防御阵地就会被日军的第一次攻击给撕开了空子，而原计划在前沿给日军重大杀伤，并针对日军的进攻路线、为纵深调整部署争取时间的目的就无法得以实现。
虽然是奋力挽回了危局，但六十六军的二一四师和二一五师，也在日军的第一轮进攻中伤亡了近千人。
好在稳住阵脚之后，中国守军对日军的进攻路线已完全掌握，同时日军也相对失去了进攻突然性的优势。
而六十六军前沿经过迅速调整，自身的优势就开始显露，以各种火力相互配合，很快就将日军击退到了一线战壕四百米以外的地方。
十余分钟的空地激战过后，日军的飞机被击落三架、击伤五架，而中国军队则有二十余门各类火炮被毁，伤亡达四百余人。
第一波残余的日军战机刚刚离开，第二波的日军战机便接踵而至，而这次空袭的目标则对准了中国军队的前沿阵地。
空袭过后，日军又对中国军队阵地进行了连续十五分钟的猛烈炮击，随后步兵和战车便发起了规模更大的第二次地面进攻。
在这次进攻与防御硬碰硬的的对决中，六十六军再没有给日军留下更多的机会，他们利用迫击炮、掷弹筒、机枪、冲锋枪、半自动步枪编织起了密集的火力网，对进攻日军进行了全方位的猛烈打击，使数百米距离内的日军尸体遍布、有的地方甚至密集的连地表都被遮盖住了。
进攻的日军发现，面前的中国阵地上似乎有数不清的机枪和移动火炮，而且搭配有序、射击精准、阵地前数百米几乎没有留下空隙，不但大量杀伤了冲锋的士兵，就是在后面掩护攻击的轻重机枪和掷弹筒也被几乎其摧毁殆尽。
面对这种火力配置和密度，要么挺身赴死、要么原地等死、要么蒙羞后撤，别无其它选择。在付出了三千余人伤亡、十余辆战车被摧毁的惨重代价之后，日军被迫停止了第二次进攻，准备更换新的战术。
一个半小时之后，日军的飞机再次对中国军队的阵地进行了两轮的空袭，紧接着又开始了二十分钟的密集炮击，这次空袭和炮击的目标不光是一线战壕，还覆盖了战壕后千米的范围，而且日军步兵和战车也冒着被自己炮弹杀伤的危险，在炮击还没结束时就推进到了中国军队阵前不足两百米左右的地方，做好了冲锋的准备。
炮击刚一停，日军就向中国军队阵地发动了潮水般的进攻。
持续的狂轰滥炸和近距离内的突然攻击看来收到了很好的效果，中国军队阵地上射出来的火力要比前两次减弱了许多，而且是越来越弱。不到十分钟，阵地上为数不多的中国守军大部都顺着交通壕撤向了两侧，而少部分留下做掩护的，则在打完了枪膛里最后的子弹之后，瞬间就被蜂拥而上的日军所淹没，多处可听见中国士兵与敌同归于尽的手榴弹爆炸声。
上午十点多，几路日军几乎同时在中国军队防线上撕开了数个宽度达近千米的口子，前锋的骑兵已沿直线突入中国防线纵深两到三公里不等。
随着更多后续部队的涌入，日军很快分成多股，迅速的向左右两翼横扫过去，妄图从后方对中国军队实行合围。