狄泾河失守后，日军有两个选择，要么向西进攻广福，要么南下直取大场，攻占上海。无论哪个方向，均要通过刘行，因此刘行、顾家宅成为中日两军攻防的焦点。
9月25日，日军第3师团一部和第9师团先后大举进攻刘行、顾家镇，遭我军第15师、16师、77师和57师顽强抵抗。战至27日拂晓，日军以坦克9辆，掩护步兵集中攻击顾家镇守军第16师42旅阵地，交战惨烈。
至上午10时许，日军再次以飞机8架轰击守军阵地后发起冲锋，守军死守阵地，仍未动摇，挡住了日军连续进攻，战至下午16时，仍在对峙之中。
28日和29日，日军每天以飞机10余架、炮上百门轰击16师阵地，战斗空前激烈。然阵地仍在国军之手，不仅如此，42旅旅长何平少将多次组织反击，日军损失相当惨重，光阵地就有上千具日军尸体。
30日拂晓，日军集中飞机，火炮对刘行、顾家镇实施3个小时的报复性轰击。当时外国人士评论，比较欧洲大战，有过之而无不及。
炮击后，日军转移攻击方向，分两路向国军15师与57师和77师之间的结合部发起冲锋。
国军第57师是一支王牌部队，淞沪之后被并入74军，其战力强悍，为国军之首。15师与57师结合部被突破后，两师当即奋起反击，经血战将被突破的阵地夺回，日军未能得逞。可是，15师与77师之间的太平桥阵线，被日军攻占，77师因损失过大，无力反击，乃全师溃败。
日军遂集中兵力在突破口扩大攻势，从而威胁国军全线防御，15师和57师全力阻击，均不能阻挡日军的攻势。
陈诚、罗卓英、薛岳等人都明白死守只能被日军分割包围，下令57师留2个营守顾家镇、15师留1个团守刘行，迟滞日军攻势，掩护主力各部向西转移。
刘行和顾家镇陷落已变成一片残墙断壁和满地焦土。这时，左翼军主力后撤至唐桥以北，沿蕴藻浜经陈家行至广福，北沿杨泾河两岸至施相公庙、浏河之线。
中轴之地刘行失守，日军暂缓了进攻，向西还是向南他们自己都在争论之中。
日军是向南还是向西，直接影响到国军重点的防御部署。身为第三战区总司令，委员长亲自前往淞沪召开紧急作战会议，商讨下一部的防御部署。
作战会议上，到场的全是第三战区各路高级将领，除了总司令委员长、副总司令顾祝同之外，陈诚、朱绍良、张发奎三路军司令悉数