就在两军在常熟、虞山、福山一带僵持的时候，松井石根命令第11师团花谷支队、天谷支队乘船登陆昆承湖，截断常熟至苏州的道路。登陆成功的日军很快就击溃了兵力单薄的守军，并占领莫城。
得知莫城被占领，第15集团军只好命令部队撤退。11月20日，日军第16师团占领了吴福防线重镇——常熟城。攻破了吴福防线日军，没有做任何休整，便向无锡一带进攻。按照松井石根的部署，第9师团、第11师团、第16师团、重藤支队4支兵团进攻无锡一带，第13师团则进攻江阴要塞。第10军主力进攻湖州、长兴、广德。
兵力占优的日军并未轻松占领无锡，从11月20日开始进攻无锡外围望亭镇阵地，到11月27日，日军3个师团协力才攻下无锡城。这一路下来，日军损失惨重，以第9师团来说。从11月12日—12月1日，共伤亡4420人。日军第16师团第33联队在华北作战1个多月只伤亡53人，而从11月13日白茆口登陆到11月29日共伤亡575人，在华北作战伤亡的10倍之多。
进攻湖州的国崎支队（第41联队为主）同样遭到重创，日军部队史《福山联队史（中国篇）》这样记载湖州的血战：“24日凌晨，黑夜里根本搞不清周围的情况，又不能大声说话，只能一边盯着前面的士兵，一边向前前进。敌人的捷克式机关枪在黑夜中突然突出火舌，战友一个个的被击倒……城内的敌军拼死抵抗，毫无退却的迹象，我军遭遇了杭州湾登陆以来的最大伤亡。大量战友死伤……。”
按照《中支那方面地上作战经过概要》记载，从11月13日—12月13日，日军共计伤亡余人。而日军华北方面军从七七事变爆发，截止12月31日，一共才伤亡人。以上数据足以证明“八一三”会战大撤退到金陵保卫战这一阶段战斗的惨烈性。
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