为桂系首领的南京大本营副总参谋长白崇禧也急于建功，早在9月间就与张治中商议让桂军参战的设想。
但素有“小诸葛”之称的白崇禧这一次太过轻敌，桂军根本没有对抗占据海陆空绝对优势，又训练有素日军的作战经验；这也为后来的惨败埋下了祸根。
10月19日，陈诚在19日发出反击战的命令和作战部署。
这次反击战分3个方面同时展开，攻击重点在蕰藻浜南岸，规定：
（一）第21集团军应以步兵6个团为基干，编为第1路攻击军……由谈家头，陈家行正面攻击前进，保持重点于左翼。
第一攻击目标为盛宅，桥亭宅，顿悟寺之线。
第二攻击目标为西塘桥，东赵家角，西六房之线。
（二）第19集团军应以第66军编为第二路攻击军，由孟家宅，马家宅正面攻击前进，保持重点于西翼。
其第一攻击目标，为杨家宅，徐宅，唐桥头及北之线。
第二攻击目标，为田都，孙家头之线。
（三）第15集团军，应以第98师编为第3路攻击军，由广福，费家宅正面攻击前进，应保持攻击重点于右翼。
第一攻击目标，为彭家宅，张家宅，倪家宅之线。
第二攻击目标为老宅，张家宅（张宅东侧）之线。
除了以上部队之外，其他一线阵地的守备部队，也要同时向当面之敌发起猛攻。
为了毕其战于一役，校长将前线能够使用的炮兵部队，全部拉上去；这包括第2，第3，第4，第10，第16炮兵团，还有中央军校教导总队炮兵营和中央炮兵学校练习队。
但面对日军的重炮群，根本没有办法，这就造成中国军队火炮彻底丧失，极大地影响了后续战斗的重武器配置，尤其是南京保卫战。
……
另一边，中国军队积极准备反攻前夕，上海派遣军司令部也对中国军队的反击有所察觉。
10月21日，是中国军队反击的时间。
而松进石根这老鬼子也是预判到了：“敌军今夜也在全线发起反攻，主要进攻好像针对蕰藻浜南部。”
同时，也做出了相应的部署安排。
至此，一场反击战被打成了遭遇战，且损失惨重。
前两日的战斗虽惨烈，还可以接受，但23日的战斗尤为猛烈。
本日，中国军队的反击进入高潮，日军这边开始动用陆空步炮，战车，
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