“我们的情报工作做得太迟了……”戴笠摇摇头，随即命王陪他去见杜。杜很快答应了戴的要求。当晚，王兆槐、沈醉前往日本的武器仓库，把枪偷了出来。在一个多月的时间内，成立了1万多人的“苏浙别动队”。
1937年8月13日，淞沪抗战开始，戴笠即于当天亲率特务处的高级干部余乐醒、谢力公、潘其武、毛人凤和大批特务骨干急赴上海，指挥上海的特工力量配合中国军队对日作战。成立了军委会参谋本部战地调查勘测组，展开对日的谍报工作。并指挥别动队和上海市警察总队。到11月，蒋下达上海撤退的命令。在这之前，戴已开始着手准备上海沦陷后的潜伏组织。他命周伟龙负责上海地区的行动工作，他的江山同乡姜绍谟负责情报工作。另外，戴还利用杜的帮会组织在上海布置了一些工商业界人士与无业流氓，分别开展宣传造谣与破坏日方经济等活动。
11月9日，上海沦陷。戴笠下令配属各部队的战地调查组必须坚持到最后，没有他的命令不准撤离。戴在最后时刻，仍然首先将撤离事宜安排检查完毕，然后才搭乘上海至香港的最后一班船离去。
戴到达香港后，立即召集特务处香港站的特务开会，指出东南沿海大城市沦陷后，香港的战略地位随之提高。戴决定成立香港区，加强谍报工作。戴在香港布置完工作后，回到南昌，继续布置沦陷区的特工力量。
戴笠7月中旬刚到上海，蒋介石在南京紧急将他召回。让他参与侦破一起最高军事机密泄露案。原来在8月初，蒋主持召开最高国防会议，决定“制敌机先”，在日军发动上海战役前，先行歼灭在上海的日本海军陆战队，拦截长江上的日本军舰与商船。但是这个命令还未下达到军队，日军舰船和这一带的侨民几乎在一夜之间，狼狈撤往江阴以下江面。在这同时，当蒋决定出席中央军校“总理纪念周”对学生进行训话时，发现居然有日特事先得到消息企图混入。蒋介石闻讯大怒，要求有关方面迅速侦破。
戴笠认为，只要能够把与会或接触到这两件机密情报的人员进行调查，不难发现蛛丝马迹。经过一番严密的过滤，很快发现行政院机要秘书黄浚有重大嫌疑。此人是福州人，早年在日本留学，其子亦经日本留学被分配在外交部工作。黄浚生活腐化、挥霍无度，经济来源可疑，且他是与会人之一。戴笠派人密切监视跟踪他。结果在黄浚与日本特务又一次交接情报时被当场拿获，其子也因参与活动被逮捕。蒋下令将黄以卖国罪枪决。这是戴在抗战初期与日谍的第一次较量。
淞沪战争期间，戴还亲自指挥了一场高水平的对日间谍大战。
1937年9月中旬，救国会“七君子”之一章乃器向戴推荐了两名上海大学毕业的高材生程克祥、彭寿，并说他们愿意为反间谍斗争做出贡献。程、彭二人在东亚同文书院工作，这是一个以日本陆军为后台的日谍巢穴。戴经过考虑，决定按程、彭二人的要求成立“文友社”，并谨防反间之计，设计逼程、彭二人就范。
文有社成立后，戴笠首先将特务处的特工人员不露任何痕迹地打进去，以控制这座反间谍机关的主动权。其次遏制企图进入文友社的日方间谍，并把程克祥介绍来的3名日方间谍赶走。最后，把程、彭争取过来，真正建立了一个反日谍机关。
