当日下午4时，闸北纠察队消灭了第五区警察署、广东街分署、中华新路警察分所和湖州会馆的敌人。于是，总指挥部便移到第五区警察署。周恩来根据作战形势，将队伍作了适当调配，在战术上也作了必要的改变。
晚上，巷战激烈，据守商务印书馆和天通庵东站的敌人，不时反扑，而北站方面之敌，亦猛烈射击，英帝国主义铁甲车也不时偷袭。
激战通宵进行。时周恩来冒着纷飞炮火，不时地上街指挥。
战斗中，罗亦农一直和总指挥部保持联系，夜间战斗激烈时，他和夏之栩来到离前线不远的联络站里。
经过一天一夜的战斗，到了中午，天通庵车站之敌悬旗投降。2万多人作了俘虏。下午4时，东方图书馆附近之敌大部被擒。
到了下午6时，上海工人在周恩来、赵世炎、罗亦农等领导下，用150杆破旧枪枝，3颗炸弹，血战30小时，全歼3000直鲁联军和2000警察。取得了第三次工人武装起义的胜利，解放了中国的第一个大城市。
白崇禧之人马兵不血刃地进入上海。
3月23日，区委在湖州会馆召开党的活动分子大会。街面上庆祝爆竹声、欢呼声响彻云霄。周恩来从工人纠察队中挑出2700人，用缴获的武器，编成了大中小分队，在各区维持秩序。纠察队成立了总指挥部，指挥部设在东方图书馆。25日，总工会借湖州会馆招待新闻界。赵世炎以纠察队总指挥名义，向报界报告了上海工人三次武装起义的情况。