就在日軍在中國軍隊陣地後方展開之時，中國軍隊一直隱蔽的十餘個炮羣、上百門的火炮開始怒吼了起來，其中幾十門105毫米以上大口徑火炮對日軍縱深炮兵陣地進行了急襲，而其餘火炮則對日軍深入陣地的日軍展開了密集轟擊。
同時，十二集團軍早已蓄勢待發的三十餘輛坦克和裝甲車，掀掉了車身上覆蓋的僞裝網，吐着濃密的黑煙，從正面和側翼發瘋般的向被日軍突破的地段展開了迅猛突擊，一路勢如破竹、無可阻擋，在兩側步兵的配合之下，很快就肅清了掩體內的日軍，成功的重新封鎖住了缺口，並迅速佈置好了兩面防線。
而分兵試圖合圍中國軍隊的日軍在短暫攻擊後才發現，中國軍隊陣地的縱深遠不止是三公里左右，在這個距離的後面，還有兩條隱秘的戰壕和大量伏兵，即便是原來暴露的縱深內，大部分區域也兩三百米間設就有一個暗堡羣或是剛用麻袋壘堆、緣木蓋頂的環形工事，不管從哪個方向都可以構成嚴密的火力網，致使自己的攻擊隊形根本無法展開。
更爲要命的是，一些本可以通行的河渠堤岸和田間道路竟被挖開了無數巨大的豁口，讓幾十門騾馬拖拽的步兵炮車根本無法隨步兵跟進，這就失去了打擊中國軍隊堅固火力點的最有效手段。
這下日軍終於明白了，中國軍隊是設置好了陷阱等着自己往裡跳，其意圖是想把深入其縱深的近兩萬人一口吞掉。
負責指揮這次作戰行動的日軍第十一師團師團長山保宗武在得知這一情況後，當即大吐一口血就倒地不醒，而此時十一師團旗下的兩個旅團長都陷在了中方陣地之內，所以師團的指揮權只得由參謀長片村四十八大佐臨時接任。
而日軍上海派遣軍司令官鬆井石根聞訊也發了急，一面命令陸軍和海軍航空兵對中國陣地進行徹底轟炸，一面急令片村四十八組織部隊在內外兩線同時實施突圍和接應。
鬆井石根知道僅這樣還完全不夠，可等他接下來再想就近抽調兵力趕赴右翼增援時，卻傳來了中國軍隊在淞滬全線多個地段發起了反擊的消息。
鬆井石根見前線無法抽出足夠兵力，只得電令從本土增援來還在途中的一個旅團加速趕往吳淞和月浦兩地登陸。但運輸這個旅團的船隊距吳淞口尚有一百多海里，要想將其運抵登陸並投入戰場至少需要十七個小時，鬆井石根袖子只能期盼第十一師團和配屬部隊能夠堅持到那個時候。
但這已經是不可能的了。
在缺口即將封閉之時，六十六軍的三個師已經以大部兵力從北、東、南三個方向對陷入重圍的日軍發起了攻擊，十八軍則以兩個師扼守住西面陣地，而前沿部隊也連續打退了合圍圈外的日軍的兩次雖是兇猛、但規模卻不算很大的進攻。
十五集團軍的作戰決心是晚上十點之前徹底消滅被圍日軍，並於凌晨三點完成換防。
而謝昌雲給六十六軍的命令則是：“不惜代價，衝上卻和敵人攪在一起就是勝利！”
一方突圍無望，只能做困獸猶鬥；而另一方則想利用混戰來躲避一波波敵機的轟炸掃射。所以，雙方誰也不敢手軟一分，使這場戰鬥從一開始就打得天昏地暗。
六十六軍此時的進攻已不容他們再按部就班、從容不迫了，各部在近程火炮和固定火力點的掩護之下，以坦克裝甲車爲先導，向日軍的臨時構成的防禦圈發起了極爲猛烈的進攻。
而日軍只要是稍有穩定，其精確的槍法和熟練戰術動作也開始發揮了出來，許多奔跑中的六十六軍士兵都被子彈或手榴彈破片擊中倒在了地上。
但中國官兵們在這個決戰時刻都抱定了爲民族而犧牲的堅強信念，一個個毫不畏死、前赴後繼，很快就逼近到了距日軍五六十米的地方。而在這個距離上，則完全是中國軍隊近距離自動火器的天下了。
伴隨着潑水似的彈雨掩護，六十六軍的裝甲部隊首先突入了敵陣，接着，數不清的步兵也如巨潮般的漫入了上來，日軍所散佈之處，到處都響起了三六式武器連續而短促的射擊聲，並不時伴有日軍自殺性手榴彈的爆炸聲。
飛臨戰場上空的日軍飛行員從天上往下看去，整個陣地上都是淺綠色和米黃色交織在一起的身影，相對集中的地方竟有大小不同上百處之多，根本無法認定目標，最後只得把寶貴的航彈扔到了認爲還有價值的其他地方。也有氣惱之極的日軍飛行員，竟把中國的村鎮和嘉定縣城當做了其發泄的目標。
隨着太陽接近了地平線，天空中再也看不到了日軍飛機的蹤跡。
六十六軍隨即把所有的預備隊全都投入到了戰場中，而勤雜部隊則和友軍一起展開了大規模的戰地救治行動。
由於解除了來自空中的威脅，所以在距主戰場五公里處的一個掩蔽部裡，謝昌雲放下望遠鏡後，就對陳誠等將校說了四個字：
“大局已定！”
對六十六軍的情況，謝督戰官最有發言權，他此刻說出了這樣肯定的話，讓掩蔽部裡的人頓時如釋重負，臉上都呈現出欣喜的表情。
而在更靠近前線的各指揮所裡，從廣東和蕪湖趕來觀戰的十二集團軍的軍長師長們，都已經在擊掌相慶了。
晚上九點二十五分，隨着日軍二十二旅團旅團長黑巖義勝在內的數百名最後頑抗的日軍被擊斃，“落葉”行動終於畫上了句號。
“馬上統計傷亡！”謝昌雲在電話裡對蔡南大聲喊着。此刻殲敵多少對他來說只是一個數字而已，一場搏殺下來，部隊的損失如何纔是最爲重要的事。
十五集團軍給軍事委員會和第三戰區的報捷電報於九點五十分就發出了，上報的殲敵數是三萬三千七百人，而這時距戰鬥結束剛過了不到半個小時，實際殲敵數還根本沒有統計出來。
因爲南京急等着要把這一消息在當天向全國和全世界公佈。
此次中國軍隊在淞滬戰場再度大捷，在時間上有着特殊的政治意義。
首先，九月十八日，是一個讓所有中國人都難以忘卻的日子，中國軍隊在這一天又創下了一個抗擊外來侵略的歷史記錄，對鼓舞全國人民以至海外華人的鬥志、堅定抗戰必勝的信心都有着無可估量的作用。
其次，目前正值國聯大會召開之際，中國首席代表已就日本侵華時間向國聯大會遞交了申訴書。中國軍隊在戰場上的勝利，無疑將會讓更多的人關注中日衝突，對中國在國際上獲得更多的同情和支持起到積極作用。
但是，十二集團軍既六十六軍爲此也付了極爲慘痛的代價，僅是陣亡的官兵人數就達到了三千四百餘名，另有輕重傷者六千餘人，總數合計達一萬零三百餘人。含上第一次羅店大捷以及陣地防禦階段的傷亡，連續兩仗打下來，總傷亡人數達到了一萬七千四百多人，等於六十六軍和配屬部隊總人數的五分之二。一線作戰部隊中有的連隊的傷亡率甚至達到了百分之八十多，戰鬥結束後全連沒有幾個人能完好的走下戰場。
此外，六十六軍還損失了大量的武器裝備，儲備彈藥也基本用盡，在戰鬥的最後階段，一些部隊不得撿起了日軍的武器繼續戰鬥。
要是一般的部隊，在如此高傷亡率的情況下早就失去戰鬥力了，但六十六軍仍然堅持打到了把最後一個敵人消滅爲止，輕傷的數千官兵竟沒有一個主動退下火線，其中大量可歌可泣的事蹟連久經沙場的高級將領聽了也爲之動容。
此次“落葉”行動，前後共殲滅俘獲日軍二萬一千八百餘名，其中少將旅團長兩名、大佐聯隊長六名，其餘少佐以上軍官三十一名。並擊落日機六架、擊傷十一架，擊毀繳獲日軍戰車三十五輛。其餘各類繳獲無算。
而除六十六軍的損失之外，第十五集團軍另傷亡一千八百多人，其中大部都是被敵機空襲所致。
七月七號的晚上九點五十八分，國民政府中央電臺在即將結束全天播音的時候，突然宣佈隨時將有重大新聞播出，請聽衆們繼續收聽不要離開，而後，廣播中就連續播放了起了抗日歌曲。
許多的人聞訊後放下手中的事情，或者是從牀上爬起來，紛紛聚集到了收音機或喇叭前，一邊在激烈的議論，一邊在焦急的等待。
十點十八分，廣播裡終於傳出播音員明亮而激動的聲音：“聽衆們，全國同胞們，六年前的今天，也正是這個時間，一九三一年九月十八日晚十點十八分，日本帝國主義製造了震驚中外的九一八事變，我國東北四省從此被侵略者的鐵蹄所踐踏，百萬同胞漂泊流離、億萬民衆捶胸頓足。而今天，我要向大家播報的卻是一條特大喜訊。據國民政府軍事委員會通告，九月十八日，淞滬前線我軍全線出擊與日軍激戰。截止晚上九點止戰事全部結束，我軍全殲日軍第十一師團殘餘主力並另外五個成建制聯隊，含其餘被殲日軍，我軍當天共消滅日軍三萬五千餘人，擊斃敵少將旅團長兩名······”
廣播還沒有結束，人們就抑制不住的歡呼起來，然後紛紛涌向室外，而幾乎所有店鋪的門都被一羣羣人給敲開了。
買鞭炮的、買筆墨紙張的、買布匹的、更多的是買酒的······
有的店老闆得知原因之後，乾脆就來了個大派送，只當是捐助抗日。
在鑼鼓、鞭炮和歡呼聲中，全國各大中城市幾乎是徹夜未眠！
在廣州，陳濟棠半夜擺酒，向被邀來的官員們通報了前方六十六軍的戰績，並以酒三杯灑第，來祭奠陣亡的將士們。
在南京，蔣介石驅車上街，興致勃勃的觀看了民衆及學生自發的盛大遊行。
在延安，毛澤東收到了廣播的摘抄之後走出窯洞，一根接一根的抽着煙，在院子裡久久徘徊，最後對特意趕來的張聞天道：“我建議立刻以中共中央和十八集團軍的名義，分別向南京國民政府和軍事委員會以及第三戰區發賀電。對內就暫不做宣傳了。”
而一手策劃了這場重大勝利的謝昌雲，這時卻來到了附近的一所戰地醫院，將袖子一挽，硬是命令護士從他的身上抽出了600CC的鮮血。
李廷秀、麥德彪等衛士隨從也都隨之挽起袖子排在了謝昌雲的身後。然後就是正在採訪的何欣怡、觀戰的十二集團軍的軍師長。
而陳誠等將領聞訊之後也紛紛趕到了醫院，接着又是更多的官兵······
前線將士們，以血的方式，慶祝了這場血染的勝利。
而接下來廖廣恩通過十二集團軍電臺發來的一封電報，卻給謝昌雲帶來了巨大的安慰。
韶關生物製藥廠生產出的第一批特效針劑三千支，將於明天一早由韶關直接空運至前線，空軍和聯勤部已經安排好了運送事宜。三天後將再發運六千支。
這個特效針劑就是青黴素。有了它，無數受傷官兵的性命或肢體就可以保住了！
“緊趕慢趕，終於趕上了！”謝昌雲靠在椅背上長舒一口氣。