德式师出师之初便错失了战机，指挥作战的陈诚回忆到，我以5师之众对敌数千陆战队实施攻击，竟未能成功，实在是(中高层)部署种种不当之故，战机稍纵即逝。
此后，中日双方在上海一地不断地投入军队，国军投入了70多个师，其中包括德式精锐第36师和税警总团，苦战近三个月，最终歼灭日军4万余人，国军则伤亡官兵33万余人。
此战成为抗战中规模最大，战争最惨烈的战役。如果说淞沪抗战还使德式师虽败尤荣，那么20多天后的南京保卫战，则是自毁长城，让人羞于启齿。
当时蒋介石调集了约15个师展开南京守城战，已损失过半的德式师精锐36师、87师、88师、教导总队，以及德制坦克部队等等成为主力。当时国军兵力约会为日军的一倍，守军司令唐生智高呼“誓与南京共存亡”的响亮口号，将长江上的渡船全部销毁，自断了守军的退路。
不过，日军总共城垣后，唐生智弃军逃跑，很多高级将领也是纷纷抛下部队不辞而别。最后德式部队除36师大部分撤出之外，绝大部分的中下层官兵都被俘，被屠杀。中国在30年代花重金刚刚组成的德械部队就从此折损了元气，不能再成建制作战，虽然后来德式师在福建事变，和对中央苏区的第五次围剿等战斗中还担当过主力，但其实力与光荣已俱往矣。
