1937年8月9日下午5时许，日本驻上海丰田纱厂海军陆战队中尉大山勇夫和一等水兵斋藤要藏身着戎装，驾驶军用小汽车(挂56号试车牌照的福特篷车)沿虹桥路由东向西急驶，要强行进入虹桥机场，被守卫机场的中国宪兵制止(注：这些机场守卫宪兵就是秘密到达上海不久的我正规陆军士兵)。
双方发生争执，由于语言不通，交流困难，争执瞬间升级，二名日本军人不但不理会劝阻，反而是态度愈加蛮横，最后拔出手抢来威胁，中国宪兵见状遂对天鸣抢警告，大山勇夫等见事请不妙便仓惶驾车逃跑，日军车急速右转弯驶入碑坊路(当时在机场东侧，现为机场内一便道)。机场附近高度戒备而且是高度紧张的中国士兵，听见抢声后，不知道发生了什么事请，便向急速逃跑的日军车开抢色击(包括隐藏在机场门口内的机抢也开火了。这些正规陆军士兵胸怀爱国热请，平时就恨偷了日本侵略者)，在离机场大门北一二百米处日军车被击坏车胎，汽车失控后冲进路边的菜地里，二名日本军人弃车而逃。我军一名正在机场厨房里工作的炊事员，听见一连串抢声后，迅速爬上墙头观察，正好看见大山勇夫等挥舞着手抢要逃跑，就立刻向他们投出一枚手榴弹，大山勇夫被当场炸死，惊慌失措的斋藤要藏拿着抢向旁边一荒僻的小丛林狂逃躲避，而在小丛林边我军第二师补充旅第二团第一营正在秘密构筑工事，听见抢声后，哨兵正密切注视机场方向的动静，忽见一个日本兵拿着手抢向他跑来，便立即举抢色击将其击毙。
事件发生后，上海警备司令部(司令杨虎)却草率从事，命令中国士兵连夜把被击毙的日军尸体移至被击坏的日军车旁，然后把一个死刑犯(名叫史景哲，也有资料称叫时景哲)提出监狱换上宪兵的服装，抢毙在机场门口，弄出一个日军强行闯入机场时先开抢打死我宪兵，然后我宪兵才还击的假现场来。结果弄巧成拙，日本人和其他国家参与调查的人员看出了破绽(一是死刑犯手臂上有被绳索捆绑的痕迹;二是死刑犯是被驳壳抢打死的，而二名日本军人使用的都是小口径“勃朗宁”式手抢;三是死刑犯蓬头垢面，指甲过长，不像是宪兵)，日本人认为二名日本军人被击毙是中国有意在挑衅。
事件影响
事件发生后，张治中立刻在其苏州的住所召见第二师补充旅副旅长杨文瑔，要杨文瑔亲自到上海调查事件真相(机场守卫部队隶属于第二师补充旅)。经杨文瑔10日上午实地调查核实，认为：此事件的发生有偶然新，属于突发事件，并非中日两国蓄意而为之。尽管如此，但在当时，中日双方在上海已经是剑拔弩张、战争一触即发之际，二名日本军人擅自驾车持抢强闯机场警戒线是一种严重的挑衅行为，也点燃了战争的导火线。
8月11日下午，上海市政府、上海警备司令部、日本驻沪领事馆、日本海军陆战队司令部四方在市府开会谈判。由于察觉中国方面被打死的宪兵有替身的嫌疑，日方代表日本驻上海总领事冈本季正态度强硬，蛮横地提出包括中方撤退上海保安部队，撤除所有防御工事等无理要求。中方代表上海市长俞鸿钧秉奉蒋介石之命，严辞拒绝。中日双方的交涉与谈判极端困难，两国舆论推波助澜，事件愈演愈烈，日本驻上海第3舰队司令官长谷川清随即命令日舰开进黄浦江、长江各口岸，所属舰队紧急开赴上海待战，同时命令在日本佐世保待命的海军第1特别陆战队以及其他部队增援上海。
中国政府及军队毫不示弱，张治中部8月11日晚九时许得到开进上海、准备围攻日军的命令后，迅速行动，第八十七师、第八十八师、第二师补充旅(已更名为独立第20旅)分别从常熟、无锡、苏州等地推进至上海市区附近。12日上午，先头部队即进入市区。8月13日，日军遂以虹桥机场事件为借口发动了侵略战争，大举进攻上海。
8月14日，中国政府发表《国民政府自卫抗战声明书》，明确表示了“抵抗暴力，抗战自卫”的立场和决心。同时，军委会命令京沪警备部队改编为第9集团军，张治中任总司令，辖3个师1个旅及上海警察总队、江苏保安团等部，担负反击虹口及杨树浦之敌的任务;苏浙边区部队改编为第8集团军，张发奎任总司令，守备杭州湾北岸，并扫荡浦东之敌。“八·一三淞沪会战” (日方称“第二次上海事变”)终于爆发，中日两国全面战争真正开始。
