当天下午，围困四行仓库的日军在第12大队一部以及四辆战车的支援下，再次发动强攻。守军依托工事顽强抵抗，双方激战一个小时，日军依旧不能越雷池一步。夜幕降临后，日军利用夜色作掩护使用掘土机挖掘地道，又被我军及时发现，谢晋元决定利用照明灯防范，一旦发现哪有日军，照明灯就集中光线引导守军射击，致使日军的地道计划再告失败。30日一整天，大川内传七亲自督战，日军先后组织了两次进攻，均未取得任何进展。同一天，蒋介石也向四行孤军下达了一个新命令，他在当天日记中写道：”本晨回京祷告后休息，对前方阵地未稳定以前常用怀念，尤以闸北四行库之谢元晋（蒋介石笔误）部进退生死为念，决定撤退，因其目的与任务已经达成也。”深夜12时，坚守仓库的谢晋元接到这道由第88师副师长冯圣法转达而来命令——”着于本晚12时经过英租界退出四行仓库”。

1937年10月31日，向公共租界撤退的四行孤军

谢晋元即与杨瑞符商讨撤退方案，最终决定由伤兵先行暗自退出，第1连以一排兵力收容部队，经西藏路向英租界撤退。谢晋元率领机关枪连及第1连之一部按次撤退。最后撤离的是第2、第3连，而杨瑞符则在第2连之排尾、第3连之先头随部撤出。自31日凌晨起，孤军依此方案逐次撤退，日军指挥官大川内传七误以为是中国军队反攻，遂下令炮兵对仓库实施轰击，杨瑞符在穿越日军火线时，左胸被子弹射中，身负重伤，但部队总算在凌晨2时左右全部抵达英租界。大川内传七随后下达总攻命令，日军于凌晨3时许突入四行仓库，但此时孤军已全部撤离，日军得到的只是一座空空如也的仓库。

蒋介石31日的日记中，第一段就是对四行孤军的赞誉：“谢晋元部死守闸北一隅，用以精神打击敌军之一道，今其任务与目的已达，故令其荣誉之撤退。为主帅者，爱惜所部与牺牲所部，皆应有一定限度，至此乃可不作无为之牺牲，是乃置之死地而后生也。”

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