Ostatni etap, trwający od 27 października do końca listopada 1937 roku, obejmował odwrót armii chińskiej w obliczu japońskich manewrów oskrzydlających oraz następujące po nim walki na drodze do ówczesnej stolicy Chin, Nankinu. Oprócz walk w samym Szanghaju, na obrzeżach miasta toczyła się również bitwa okopowa.
Preludium Incydent Ōyamy thumb|left|Film dokumentalny o japońskiej inwazji na Chiny thumb|left|Incydent Ōyamy, 9 sierpnia 1937 9 sierpnia ppor. mar. Isao Ōyama, dowódca Zachodniego Oddziału Japońskich Specjalnych Sił Desantowych Marynarki Wojennej stacjonujących w Szanghaju oraz jego kierowca, st. mar. Saito Yozo, wraz ze strażnikiem z Chińskiego Korpusu Ochrony Pokoju zostali znalezieni martwi przy bramie lotniska Hongqiao. Według kilku relacji Ōyama i jego kierowca zostali zatrzymani przez strażników Korpusu Ochrony Pokoju, po czym Ōyama otworzył ogień i ich zabił. Oficer i jego kierowca zginęli następnie od strzałów innych strażników na lotnisku.
Jednak Ōyama był nieuzbrojony w chwili śmierci, ponieważ zostawił broń boczną w kwaterze głównej.