發生過程：

5月12日解放軍對上海外圍發動攻勢。28軍83、84師直趨吳淞，激戰兩日，攻占太倉、嘉定，26軍攻占崑山、南翔，殲滅守軍123軍一部，；9兵團20軍殲滅守軍暫8師一部，進占平湖、金山衛、奉賢。30軍沿南路前進，攻占南匯，進抵川沙。27軍也順利攻占嘉興、松江、青浦等地。至此，上海外圍陣地第一道防線全部攻占。

攻擊外圍陣地第二道防線的戰鬥開始。10兵團從吳淞的西側猛撲月浦、劉行、楊行地區。這一帶地形平坦，射界開闊，國軍建有大量的鋼筋水泥碉堡群，並構築了鐵絲網、鹿砦、竹簽、壕溝、木樁、地雷等障礙物。守軍為國民黨52軍、54軍，伴有飛機、艦炮和要塞炮火的支援。

29軍攻擊月浦，在前沿遭國軍阻擊陣地猛烈火力及海軍艦炮打擊，傷亡很大。經多次衝擊，接近街區，卻又陷入各種隱蔽地堡的火力網交叉射擊之下。雙方多次展開白刃戰，各個街區不斷易手，混戰長達40小時。這場仗解放軍衝上去的連、營很快就打光了，不得已只好以團為單位發動攻擊，光團級幹部就犧牲了2個。經雙方反覆衝擊炮火轟炸，月浦成為一片殘垣斷壁。

駐防在上海月浦一帶劉玉章率領的52軍發揮以寡擊眾的高度戰力，只以15個連的兵力，硬頂住解放軍第三野戰軍10兵團28軍，29軍排山倒海般的攻勢，結果創造了國共內戰後期少有的勝戰－「月浦大捷」。

但是劉玉章與第52軍的戰術勝利無法扭轉中華民國政府戰略上的失敗，14日到17日，共軍改變戰術，不再進行直線攻擊，而是先以火力覆蓋敵陣地，然後以突擊隊爆破敵碉堡，以近迫作業方式，步步為營，不斷擠占國軍陣地。如此一來，傷亡果然大大減小，儘管每天進展並不很大，但總算不斷前進，國軍的鬥志則越來越弱。至19日，終於攻占楊行和劉行國際電台。22日，月浦守敵傷亡大半，餘部撤逃而去，月浦被克。

為保住吳淞和高橋，國軍將領湯恩伯連著拉上去3個多軍，上海南北兩翼重兵雲集，市區則顯得非常空虛。共軍通過情報得知，湯恩伯本人已離開上海，在吳淞口外的軍艦上指揮，守衛上海的國軍也有一部分已登船撤走。解放軍遂向上海市區發動總攻。

共軍總攻上海市區的有4個軍，決心先取浦東，然後甕中捉鱉。全天激戰中，20軍衝進浦東市區，23軍攻克龍華，26軍占領沈家橋，27軍攻至蘇州河南，各部進展都比較順利。湯恩伯將能調動的部隊全部回援吳淞，然而已無補於事。解放軍東西兩路部隊加緊攻勢。在西路，29軍和33軍一部攻占寶山，進抵吳淞。25軍攻克吳淞要塞，稍後，28軍和33軍也攻至吳淞。在東路，26日，30軍占領三岔港，封鎖了吳淞口東岸江面。31軍全殲江心洲之敵，全部占領浦東地區。

三野各部隊會師吳淞口，肅清了蘇州河南的敵軍，切斷了上海守軍的最後退路。在蘇州河邊，爆發了上海戰役中的最後高潮。國軍據守蘇州河北，以高大樓房和工廠、倉庫等建築物為掩護，用密集火力封鎖河面。共軍不斷展開攻擊，一波波部隊衝上去，又一波波倒在對岸射來的火網前。攻了一上午，河南岸布滿了攻擊部隊的屍體，然而還是沒能衝過寬不過30餘米的蘇州河。

此時，中共上海地下黨發揮了重大作用。國軍淞滬警備副司令劉昌義派人和27軍接洽，率國民黨51軍、21軍、123軍4萬餘人倒戈，大場、江灣洛入共軍手裡。27軍衝過蘇州河，在20軍和23軍一部配合下，全殲了河北的國軍37軍殘部及交警總隊。其後，參戰各部隊全力投入搜剿殘敵的戰鬥。

在上海16天的激戰中，解放軍共殲國軍15.3萬人，繳獲各種火炮1370門，各種槍支8萬餘支，坦克、裝甲車119輛，汽車1161輛，艦艇11艘，以及大量各種物資。上海地區國軍，除湯恩伯及從海上逃脫的5萬人外，全部被殲。人民解放軍傷亡2萬餘人。

歷史影響：

上海戰役結束後的一段時間內，由於上海東側的部分海島仍為中華民國國軍控制，因而上海時常會遭到國軍空軍的攻擊，以1950年2月6日的「上海二六大轟炸」情況最為嚴重，造成千餘人傷亡並使上海電力生產系統一度癱瘓。

韓戰爆發後，中華人民共和國遭西方國家經濟封鎖，包括蘇聯在內的社會主義陣營國家往來上海的貨輪還多次被中華民國海軍攔截扣押，上海在國際上的經濟地位日益下降。

另一方面，中華人民共和國成立後中央政府將主要精力放在發展內陸與中西部地區，在此期間上海為其他地區的發展輸送了大量資金、技術和人才，相對而言上海本地發展則相對停滯。