，日军的第三舰队动用了二艘战列舰，四艘重巡洋舰，四艘轻巡洋舰以及大量的驱逐舰，逼近了吴淞口炮台，并对吴淞口炮台阵地展开了猛烈的轰击，与此同时，航母上的舰载机也开始出动，执行对吴淞口炮台阵地的轰炸仼务。
九月二十四日一早，吴淞口炮台阵地外十公里的海面上，黒压压的日本军舰布满了一片海面。不久后日军的二艘战列舰长门号和榛名号首先对吴淞口的炮台阵地发动了炮击，接着几艘重巡也加入了进来。吴淞口的炮台阵地上大口径的重炮炮弹爆炸声不断，火光和硝烟也随之而起。
炮台阵地內庄韬指挥着三门一五零重炮也开始反击。三门一五零重炮面对着几十门大口径舰炮就显得势单力孤了，就算如此，日军有了出云号被击沉的先例，也不敢无视这几门重炮的还击。因此日军的军舰并不停留于原地，而是边开动边炮击。
有了准备的日军军舰就不太容易被击中了，象战列舰和重巡洋舰这样的大家伙，就是偶然挨上一发重炮炮弹，也无关紧要。炮战进行了一个小时后，日军见炮台上的几门重炮对自已军舰的威胁并不大，胆子也大了起来，不只是战列舰和重巡在攻击，连轻巡和驱逐舰也仗着灵活性，靠近了海岸线进行抵近射击。
日军的行为一下激怒了炮台内的庄韬。庄韬命令三门重炮放弃和日军重舰的对射，而是把炮口转向了了靠近的日军轻巡洋舰那珂号。一五零重炮的炮弹虽然给战列舰和重巡洋舰造成的伤害有限，可是对于只有四千多吨的轻巡洋舰还是可以造成比较严重的伤害的。
日军轻巡那珂号，并不知道三门重炮的目标己经换成了自己，虽然那珂号也在不停的移动，可是在它开炮时，总会有一个停顿。炮台内的炮兵抓住了这个短暂的机会，当那珂号停下开炮时，三门重炮也对那轲号射出了反击的炮弹。三发炮弹二发命中了那珂号，一发打在船舷，在船舷甲板上炸出了一个大洞，同时还毁坏了一门十四公分口径单炮。
而另一枚炮弹却象长了眼睛一样射穿了指挥塔上的护甲，在指挥塔内炸了开来。就这发炮弹把那珂号的指挥塔给掀飞了一半，指挥塔内的日军指挥官们死伤惨重。没有人指挥的那珂号在又挨了几轮炮弹后，终因船上的弹药库被引爆而沉没在了大海中。
那珂号的被击沉，让日军靠近海岸的这些小型舰艇紧张了起来，纷纷退回了远处，而几艘大型舰艇更是加快了火炮的发射频率。二个小时后，日军的轰炸机也出动了二十多架，在吴淞口炮台阵地上扔下了重磅航空炸弹。战至下午二时，日军的那珂号轻巡洋舰被击沉，重巡洋舰妙高号和高雄号轻伤。
而吴淞口炮台阵地上离海边二百米内的五座大型炮台和十余座小型炮台全部被催毀，三门一五零重炮连同一个炮连一百四十六名官兵全体殉国，庄韬还是二名警卫员把他强行架了下去，这才逃过一劫。日军的第三舰队司令官长谷川清中将见肃清了支那守军的海边炮台和重炮，也是长出了一口气，并把这一消息报告给了松井石根大将。
松井石根大将接到了长谷川清中将的报告，自是惊喜了一下，随后便电令已经休整的差不多了的十一师团，准备攻击支那守军的吴凇口炮台阵地。日军十一师团的师团长山室宗武中将在接到命令之后，让受损失不大的步兵二十二旅团做为主力，准备对支那守军的吴淞口炮台阵地发起攻击。
此时吴凇口炮台阵地上由原独立营改编的五四六团一营还剩下六百多名官兵。营长肖元信已经加入了红党，一营的官兵中三分之一都是红党人，有韩勇的包容在前，庄韬对此也是默许的。二十五早晨，日军的军舰再次动用舰炮对着吴淞口炮台阵地轰击了一个小时，其间轰炸机也来轰炸了一遍。
炮击停止后，观察哨来报告，日军步兵一个大队正准备向阵地发起进攻。营长肖元信二话不说，带着一连的一百多名战士就冲向了一片废墟的阵地。一连战士刚刚在废墟上找好位置，架起轻重火力，日军的一个大队士兵就在重机枪和步兵炮的掩护下攻了上来。
做为最早进入战场的前独立营官兵，一个多月的战斗打下来，个个都是经验十足的老兵了。日军的枪炮打的再欢，步兵没有进入二百米之內，谁都没有动坦。而当日军进入了二百米之内时，随着营长肖元信一声：“打！”的命令，轻重火力齐向空旷处的日军士兵们发射出了子弹。
没有准备的日军纷纷被击倒在开阔地上，没被击中的日军也全趴在了地上，用手中的枪支进行还击。可是一营一连不仅是火力猛，而且战士们的枪法也是没的说，轻机枪和重机枪都玩起了点射，更不用说步枪和手持步枪了。日军很多名掷弹筒手被点名后，日军的大队长见伤亡太大，便下令撤退，日军的这次进攻在丢下近二百具尸体后退了回去。
肖元信见日军退走了，也在阵地上留下几名观察哨后，带着一连的战士撤了回去。这次的战斗一连只牺牲了二名战士，还有十余人负伤。二十分钟之后，日军的炮击又开始了，并且这次的炮击向吴淞口阵地的纵深推进了几百米，而早有防备的一营