但是作为元帅，罗伯茨还是放不上海再坚守半个月，等待俄国、法国的捷报，因此拒绝了投降。
罗伯茨元帅这一想法也不是没有任何根据的，此时的英租界利用黄浦江、苏州河、洋泾浜以及西面挖的护城河，使得英租界处于四面环水，易守难攻。
尽管黄浦江、苏州河、洋泾浜上面都有人民革命军的军舰、巡逻艇，但是为了不使平民受到伤害，并未进行炮火轰击。
人民革命军在罗伯茨拒绝投降之后，并没有立即发动进攻。
5月5日晚，在苏州河北岸，大批人民革命军利用夜色开始在集结，隐蔽在河岸附近的建筑物里面休息。
当晚半夜十二时，洋泾浜上的人民革命军巡逻艇突然对岸上的英军街垒进行猛烈射击。顿时英军也打开了探照灯，朝人民革命军的巡逻艇进行反击。
洋泾浜附近的冲突，让英军以为人民革命军要在租界南部登陆，大批英军迅速朝南部支援。
而这时候，之前潜伏进英租界的人民复兴党地下党，以及人民革命军战士大概三百余人，秘密地借着之前修好的暗道会合，并拿出冲锋，随后突然蜂拥而出袭击苏州河南岸英军守军。
苏州河南岸的战斗，得到苏州河上人民革命军巡逻艇和军舰的支援，使得人民复兴党党员占领了一个渡口。
同一时间，河的对岸大量人民革命士兵携带掷弹筒、重机枪登上船只，迅速往北岸登陆。
这一阶段，大批英军开始朝着渡口一带支援，但是在苏州河北岸人民革命军重火力压制下，这些英军援军成批成批地倒下。
大概半个小时之后，已经有大量一个团的人民革命军登上了英租界，并不断地扩大登陆阵地。
而此时在英租界南部指挥的罗伯茨元帅，才发现上当了，人民革命军主攻方向是北部，忙指挥大股部队北上防御，但是已经来不及了。
大概一个小时之后，随着登陆点的扩大，大概已经有一个装备大量冲锋枪、机枪、掷弹筒和手榴弹的人民革命军师已经攻进英租界街区，并挡住了英军的反扑。
由于，英军步兵装备，主要是步枪和重机枪，没有其他武器，所以双方的军队很快陷入对峙中。
到天亮之时，人民革命军已经有四个师渡过了苏州河，并占领了英租界苏州河沿岸，并开始逐栋逐栋地与英军进行巷战。
5月6日中午，罗伯茨元帅见大势已去，被迫向人民革命军投降，至此，上海之战，以人民革命军完全胜利告终。
此战，人民革命军以牺牲6769人的代价击毙英军、法军人，俘虏英军、法军人，缴获各式枪支支，火炮73门，子弹4587万发，炮弹4276发，马匹等畜力2765匹，由于这次战斗还没收了英租界、法租界两国公民一切财产，包括两个租界的银行，所以此战缴获英镑、法郎、金银等各种物资折合高达2亿6千万共和国银元。