在清晨5时，第十八军军长罗卓英在嘉定得知第三十三旅战斗进展后，便命令第九十八师吕国铨二九二旅和第三十一旅全力进攻，积极向罗店北方的十里长街和陆家村推进，切断罗店镇内残敌与其主力之间的交通线；同时，命令在沈家湾、小堂子、高家宅的第六十七师第四0一团、第三九八团由李芳彬旅长指挥，立即由罗店站方面进入罗店，协助第三十三旅围攻罗店镇西北角和陆家村之残敌。并责成第六十七师李树森师长统一指挥罗店镇的战斗，由第十一师彭善师长指挥第三十一旅和吕国铨旅对罗店东北地区的进攻，另调第五十一师至嘉定城东澄桥集结，以第六师第十八旅进至施相公庙，策应第六十七师作战。
根据第十八军的指令，李芳彬旅长率部进入罗店镇内，立即与叶佩高协商作战部署，当即商定由叶旅控制罗店镇东部地区，以主力围攻陆家村之敌，由李旅控制罗店镇西部地区，围攻罗店镇西北角之残敌，由叶旅朱鼎卿团协助。两旅计议停当之时，天光大亮，日军飞机机群飞临罗店上空，对镇子南部和东部轮番轰炸，日军海军舰炮、地面炮兵也实施密集打击，罗店镇陷入一片硝烟之中。
罗店战略位置极其重要，为了对其实施确实占领，日军在坦克、装甲车掩护下，分别由长桥、陆家村、尤家楼向罗店镇西、北、东三方面大举反扑，三路日军每一路兵力都在千人以上。在日军强势反扑下，罗店及其四周枪炮声响成一片，激战终日，打成了“一锅粥”。
二十九日，叶旅打退了日军第44联队三次大的反扑，叶旅、李旅两支国军部队歼灭日军达500多人，自己伤亡三四百人。由于日军主攻方向为李芳彬旅，在敌军立体火力打击下，李旅所部第四0一团、第三九八团阵地工事大部损毁，伤亡骤增，最终不支，开始溃退。这时，第三十三旅朱鼎卿团向敌人展开侧击，日军攻势顿时受挫，第三九八团仍在混乱后退。
得知李旅的战况，叶佩高迅速指令朱鼎卿团掩护李旅后撤到罗店站收容整理部队。
黄昏前，李旅第四0一团、第三九八团撤出罗店，第六十七师李树森师长当即指挥第四0一团前往高家宅、小堂子、沈家湾布防，命令第三九八团开赴蒲家庙整补，并就地建立工事布防。
在李旅退出罗店后，第三十三旅旅长叶佩高命令朱鼎卿第六十五团对镇西之敌展开猛烈反攻，再次占领罗店镇西部。同时，叶佩高命令胡琏第六十六团防守镇子东部及潘宅、坍石桥。至此，罗店镇内仅剩下叶佩高第三十三旅，第三十三旅再次成为镇内国军的一支孤军。
罗店镇战略位置重要，为两军争夺的焦点。二十九日深夜，日军又派重兵在12辆坦克、装甲车的掩护下，沿罗浏公路向朱鼎卿第六十六团展开了猛烈的攻势。午夜，朱团阵地终于被日军突破，第三十三旅处境顷刻变得万分危急。
对此，第十八军军长罗卓英当即命令第六十七师师长李树森亲率第四0一团和第三九七团，务必于拂晓前恢复朱团阵地。第六十七师李师长亲率两团兵力，冒着瓢泼大雨，奋勇进攻，刚刚攻抵罗店镇南部边缘，突然遭遇日军火力点扫射，随之而来的是日军坦克步兵联合冲击，一时间第六十七师伤亡惨重。第六十七师官兵连续转战，一路劳顿，战力不继，加上师长受伤，第四0一团团副汪化霖不幸牺牲，官兵伤亡重大，队伍战斗阵形顿时混乱。
第十八军军长罗卓英得知第六十七师的情况，当即果断地命令叶佩高第三十三旅坚守阵地，掩护第六十七师撤出罗店退回原防地。
在掩护任务完成后，第三十三旅也按军部命令迅速撤出罗店，据守潘宅、坍石桥、龚家宅、李家宅一线阵地，继续抵抗日军反扑。