誓师大会结束后，第20军乘坐火车抵达上海西北方的南翔，归属国军第19集团军总司令薛岳指挥，开赴上海近郊的老人桥、郁公庙、新泾桥、谈家头、池后宅、战头桥一线构筑防御工事。第20军在上海血战5昼夜，成功守住了阵地，直到他部前来接防。
然而，第20军的伤亡也是惊人的，18000人伤亡高达7000人。后来有人评价，在淞沪会战战场上，第20军事除全部装备德械的中央军88师、税警团直属队外，最能打的一支部队。也正是淞沪会战打出了名声，杨森得以出任第27集团军总司令兼20军军长。
解放战争后期，杨森渴望起义遭拒绝，杨森最终去了台湾。杨森90岁高龄时，还以招募女秘书为理由，将17岁的女学生张灵凤娶进门，成为杨府第“十二钗”。更不可思议的是，张灵凤不到一年，张灵凤居然为杨森生下最后一个女儿，一时传为奇谈。1977年5月15日，杨森以93岁高龄在台湾去世。
