粟裕在指挥第三野战军攻击上海时考虑过三个作战方案：一是长围久困，但国民党军据有海口，不易收效；二是攻击苏州河以南国民党军防守薄弱地带，但这里是上海市区的精华所在，难免造成破坏；三是从东西两翼迂回攻击吴淞，封锁国民党军退路，这样可歼灭国民党军部队，减少对市区的破坏，但自身亦将有较大伤亡。权衡利弊，粟裕仍决定采用两翼攻击吴淞的方案，以歼灭国民党军有生力量，尽量减少对市区的破坏。此案得到了中共中央军委的批准。5月10日，第三野战军发布淞沪战役作战命令，决定以两路会攻上海，其中第10兵团2个军，第8、9兵团各1个军，自西北攻击浦西吴淞、宝山，封锁黄埔江口，截断国民党军退路，然后再攻击苏州河以北市区；第9兵团3个军和第10兵团1个军，自东南攻击浦东奉贤、南汇、川沙、高桥，然后再攻击苏州河以南市区。5月12日，第三野战军发起上海外围作战，浦西于12日占昆山、浏河，13日占太仓、嘉定，14日占松江、青浦；浦东于13日占金山卫，14日占奉贤、南汇，15日占川沙。此后最激烈的战斗发生在黄浦江入海口两侧地区。从13日开始，第三野战军第28、29军猛攻汤恩伯部重点守卫的浦西月浦、杨行、刘行地区，准备经此地向吴淞口强行楔入。守卫该地区的国民党第52军与第54军是上海防守部队中少数未遭歼灭性打击、战斗力较强者，他们依托坚固工事，在海空炮火支援下固守反击。攻击部队由于思想轻敌，准备欠周，以野战冲锋战法攻击坚固设防阵地，致进展不大，而且造成8000余人的重大伤亡。后来他们调整战术，充分准备，周密组织，使用坑道爆破作业，以小群动作，集中力量清除碉堡，于15日攻入月浦，17日攻入刘行，随后与国民党军在该地区进行反复的拉锯争夺战。汤恩伯调军支援月浦，实行反击，双方在狭小地域进行逐堡争夺，由于部队集中，炮火猛烈，均有重大伤亡。浦东方面的作战集中在高桥地区，因河道纵横，作战地域狭窄，攻击较为困难，汤恩伯又调军增援浦东，两军在高桥一带反复争夺。为了鼓励士气，汤恩伯对士兵明码标价，有“功”者予以记功、晋级以及金钱奖赏，作战不力者予以军法审判，擅离职守者就地正法，并实行纵横连坐法，胁迫士兵固守防线。