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截止1927年3月22日上午，虽然东方图书馆、北站尚在敌手，但取胜已无悬念，剩下的不过是时间问题了。上午九点，上海市民代表大会在南市召开，宣告上海历史上的第一个民选政府——上海特别市临时市政府成立。
与往日相比，当天上海市区的情形已经完全两样。街上重新热闹起来，但并非商店开门，而是各界群众进行示威游行，其中武装起来的工人占了相当大的比重，这些工人有纱厂的，有百货公司的，有印书馆的，他们多数穿短衫，有些人甚至还穿着绿色的邮差衣服。
借助于示威游行所掀起的气势，起义指挥部再次对东方图书馆之敌进行劝降。特别军委的成员之一顾顺章将一张纸条塞进图书馆的铁门，字条的内容是佯称北站敌人已经投降，让图书馆的敌人加以效法。
可是不久，里面便送出一张纸条，表示拒绝投降。
指挥部的几个人商量了一下，决定还是用阵前喊话的方式瓦解敌人的斗志为好。众人朝着图书馆大喊：“缴枪不杀，愿意干就干，不愿意干的发路费回家！”
到下午时，一直等不到外援的敌人果然泄了气，他们停止开枪，将白毛巾扎在竹竿上并将竹竿伸出窗外。
起先前沿的纠察队还没搞懂敌人的意思，仍然继续进攻，结果又白白牺牲了六名队员。周恩来得知后，立即下令停止战斗，接受对方投降的请求。
只剩下了北站，不过那里的敌人也已逐渐趋于瓦解。毕庶澄眼看死守下去不仅没有希望，还有被俘的危险，一个转身就躲进了英租界。白俄雇佣军完全是看工钱的面子上打仗，更不想白白丢掉性命，于是也赶快扔下装甲车，换上便衣逃入了租界。
此时工人起义已持续了一天一夜，但近在龙华的北伐军一直按兵不动，仿佛这场发生在眼前的战斗与他们毫无关系。指挥部所委派的总工会代表早就到了龙华，以慰问的名义请求他们迅速向北站进兵，可是北伐军前敌总指挥白崇禧以第二梯队尚未到达为由，始终拒绝派兵。
后来大家才知道，原来当时蒋介石还在与毕庶澄的代表进行谈判，想用一纸委任状来换取上海，同时无论蒋介石还是白崇禧，都不愿意上海落入工人之手。
想到北站周围的战斗正打得难分难解，这里的同盟军队却隔岸观火，表现得无动于衷，总工会代表急到声泪俱下。见此情景，第一师代师长薛岳颇为动容，他表情激动地对白崇禧说：“我们是革命军，现在革命任务这样急，这是非去不可的！现在我去，将来有处分，我愿承受。”
话说到这个份上，白崇禧再不派兵就显得很不合适了，况且他也怕工人抢先占领和控制上海，于是只得同意薛岳率部先行开往市区。
下午五点，薛岳尚未赶到市区，起义总指挥部已发出紧急命令，闸北、沪东、沪西的纠察队奉命全部集结至北站周围。周恩来、赵世炎亲临前沿进行指挥，两人在察看地形和敌方火力部署的基础上，决定以车站东南方为突破口，将各处火力集中于此处。
纠察队的轻重机枪齐刷刷地架好，对准了突破口。一个小时后，在机枪掩护下，纠察队发起全力攻击，早已军心大乱的鲁军开始溃逃，北站被一举拿下。至此，除租界外的上海全区都已得到解放，这场轰动中外的工人武装起义取得了完全胜利。
上海工人第三次武装起义的胜利，把1925年到1927年的大革命推向了顶点。起义胜利后，蒋介石特地派人给起义指挥部送来了“共同奋斗”的横幅，这条横幅被高高悬挂于东方图书馆的门口，显得十分醒目。
第二天，上海的临时市政府开始正式对外办公，同时向武汉国民政府发出了请求加委（即正式委任的手续）的电报。
在武汉方面回复之前，国民党江苏省党部率先在报上发表声明，对临时市政府表示拥护和支持，认为临时市政府系民选政府，符合国民党发展民权的宗旨，并希望其它社会力量也能够竭力予以拥护，以便“打倒一切反革命势力，使已得之民权日益巩固”。
这个时候，南京也已被北伐军所占领。形势看上去一片大好，可是很多人并不知道，就在轰轰烈烈的大革命风潮之下，一股逆流也正在悄然涌动，而运作这股逆流的中心人物之一不是别人，恰恰就是巴巴结结送来横幅的蒋介石。