第3营遂勇往直前，一举捣毁日军在罗店的指挥部，击毙敌指挥官清耳以下百余人，缴获一些服装，食物。由于第79团剩余2个营未能赶到，孤军深入罗店镇的第3营不敢贸然前进，隐蔽在一个竹林里。天明后，遭日军重炮轰击，后撤不及，全营大部战死，营长负伤为不被俘虏，竟跳河自杀殉国。8月30日，第83团，第97团因伤亡太重，被迫撤回施相公庙亘曹王庙阵地。反攻罗店再度受挫。
1937年9月6日起，国军再次发动第四次反攻罗店之战。除第18军各部为主攻部队外，还增调了第74军第51师王耀武部，第58师俞济时部及第56师，前来参战。9月6日14时，陈诚发出总攻击命令，要求从当晚起“确实包围罗店而占领之”。同日，老头子亦先后两次电示第15集团军，再三强调“罗店关系重要，须要限期攻下”。
当天晚上至7日凌晨，第14师，第11师已完成对罗店包围。罗卓英立即下令，由第67师第201旅出击。当该旅赶到金家宅，高家宅一线准备攻击时，天色渐明。不利于国军反攻，而日军炮兵当即发起轰击，第201旅进攻受阻。
此时，第98师一部守卫的宝山城已于6日沦陷，吴淞，狮子林，宝山间的联系线被日军打通。造成包围罗店的第14师侧背受到威胁，且该师连日苦战，伤亡奇重，无力双线作战。罗卓英被迫取消第四次反攻罗店计划。淞沪会战胜利的天秤彻底倒下日方。
战后，罗店战役前线总指挥罗卓英将军回忆道：罗店“这一地方平坦，没有山岭，也没有特殊的设备可资利用。连个像样的战壕也来不及修筑。勉强地建立一点简单的工事，可以说是象征性的。在日寇重炮，坦克车的疯狂攻势下只有拿我们的血肉去和他们拼了”。
第18军作为国军精锐，在罗店与占据海陆空火力绝对优势日军，进行10余天的阵地战，几乎是“一寸山河一寸血”；罗店镇也以 “血肉磨坊”而闻名中国抗战史。虽然未能收复罗店，但打出了中国王牌军的军威，给予日军重大杀伤。
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