在日军的后援部队上来后，向仓库发起了集中攻击，谢晋元命令停止射击，当日军接近仓库时，突然用集束手榴弹投向敌人。激战一天，谢晋元部给进攻仓库的日军以沉重的打击，中国军队仅阵亡2人，伤4人。第二天，日军用飞机在仓库上方，企图投弹轰炸，但被楼顶的驻军用高射机枪一阵扫射，无法靠近。

在打退日军的多次进攻后，为了节省子弹，谢晋元都是要求士兵将日军放近了再打。谢晋元等人坚守两天粒米未进，上海的一些爱国团体，通过英租界的协助，将食品装进布袋，用绳子抛到仓库墙根下，士兵们在大楼底层向外挖洞将食品抢运到仓库里。虽然在抢运食品过程中，有3人牺牲，但外界的支持和关心，让全体官兵深受鼓舞，士气更加振奋。

谢晋元和营长杨瑞符对全体官兵说：“爱国军人要抱定必死之决心，血战到底！不成功便成仁！”要求所有人都写好遗书，集中想法送到外面去，以表示不惜牺牲的决心。当天夜里，一位女童子军队员，冒着危险冲过苏州河，将一面国旗献给了谢晋元部，全体官兵更加受到鼓舞，谢晋元激动地说：“你给我们送来的不仅仅是一面国旗，而是我们中华民族誓死不屈的坚毅精神！”并下令立即将国旗升起。

30日，日军再次对仓库发起攻击，但在谢晋元部的坚决反击下，始终难以向前一步。再作战时，苏州河南岸的老百姓纷纷向守候在仓库的士兵呼喊示意，并不时提醒告诉士兵日军所在的位置。日军在死伤上百人后，只得停止了攻击。当时，有群众编写了一首《八百壮士之歌》与守军隔河高唱：

中国不会亡，中国不会亡，你看民族英雄谢团长，中国一定强，中国一定强，你看那八百壮士孤军奋斗守战场，四方都是炮火，四方都是豺狼，宁战死不退让，宁战死不投降，我们的国旗在炮火中飘荡！飘荡！八百壮士一条心，十万强敌不能挡，我们的行动有力，我们的志气豪壮，同胞们起来！同胞们起来！快快赶上战场，拿八百壮士做榜样，中国不会亡！中国不会亡！中国不会亡！

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