形势日益紧张，刚刚组建还没经过多少训练的别动队也被紧急派往火线。在沪西、南市、浦东、苏州河两岸及京沪、沪杭两条铁路沿线，维护交通，掩护主力作战与转移，同时以游击战对日军进行突袭、狙杀、侦察、破坏。
随着战局的逆转，别动队在苏州河、南市、奉贤和上海县，这支连统一的军装都没有，只装备步枪手榴弹的部队甚至投入了和日军的正面作战，伤亡自然十分惨重，别动队在淞沪会战中的阵亡者超过2700人，几乎相当于别动队总人数的四分之一，受伤也有5000多人，几乎达到了别动队总人数的一半。
年底，北方支队也在河北宝坻附近遭到日军合围，全军覆没。
11月上旬上海沦陷后，别动队第一、第二支队余部在浦东转入敌后游击战，第三支队余部撤入租界继续在军统领导下进行抗日活动，第四支队基本损失殆尽，第五支队余部则化整为零转入地下。
1937年12月，苏浙行动委员会军事组长俞作柏率别动队余部1700余人撤至安徽省祁门县历口镇。
1938年1月，第一支队余部由何行健率领经奉化撤至遂安，与军统毛森在浙江江山开办的游击干部训练班在东阳合编为别动队浙东支队。
随后，戴局长将安徽和浙江两地的别动队余部统一整编为苏浙行动委员会别动队教导团，其中在安徽的部队整编为教导第1团，在浙江的部队整编为教导第2团，戴局长兼任总团长，俞作伯任副总团长，负实际指挥责任
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