时，第156旅主力赶到，乘着对面日军进攻受挫，兵力不足的时机，马上就加入战斗，进行反击，夺回北站及天通庵车站，并乘胜追击，一度攻占日军上海陆战队司令部，迫使日军退至北四川路以东、靶子路以南地区。日军首次进攻以失败而告结束。
日军进攻受挫后，29日下午英、美国领事出面调停，中日两军达成了在29日夜20时停止战斗的协定。
十九路军明知其为缓兵待援之计，只因本军也需调整部署，同意停战。
而日军却卑鄙地乘着停战的间隙，开始增援陆军，目的是继续扩大战争规模。
早在上海局势紧张时，日本就曾打算派遣陆军，但是为海军所拒绝。可随着战事不利，海军不得不向陆军求援。
2月2日，日本内阁便决定正式派遣陆军。由于上海战况告急，决定派出上海派遣混成旅团(旅团长下元少将)与第九师团(师团长植田中将)，并先行运送上海派遣混成旅团和独立战车第二中队等部(此后称混成第24旅团)。
同时，日本海军也增派横须贺第2特别陆战队赴援上海。混成第24旅团于2月7日午后在吴淞登陆。至此，日本海陆空军已增至万人以上。