山本勘助的意思很明确，留一部分人和上杉谦信对峙，另一部分则组成别动队，抄他的后路。

信玄想了想，觉得若想速战速决还得速胜，这是唯一的办法了。于是当晚就下令，兵分两路，一路由自己带队，从海津北进川中岛盆地内一个叫八幡原的地方，然后如山般坐定静等。另一路则让手下大将、人称不死鬼美浓的马场信房（美浓守）由南面绕至妻女山，突袭山上的上杉军本阵。无论结果如何，上杉军都会被迫下山，到那时，再让八幡原的部队急速跟进，进行第一次突袭。如此一来，大事可定。

很不幸的是，武田军动身的那天，正好是九月九日重阳节，身在妻女山的上杉谦信风雅了一把，恰巧登高思亲，结果亲没怎么思到，倒是意外地发现海津城内的炊烟不如往日那么浓烈。当下他就作出了判断，认为武田家已经开始有所行动，于是派出忍者四下打探，确定了武田信玄将在八幡原落脚。

上杉谦信决定将计就计，当天晚上，他亲率大军从妻女山出发，偃旗息鼓悄悄行军，直逼八幡原。

十号早上六点，武田家到达预定位置。在一片浓雾中，信玄将大军布成鹤翼阵，耐心地等待别动队的消息。

大概一刻钟之后，上杉谦信的大军也到了。谦信下令布车悬阵，即让部队轮番进攻，梯次出击。

毫无防备且还没站稳的武田军顷刻间就陷入了一片混乱之中，首当其冲的是担任本队守备的名将武田信繁部。他手下总共不过七百人马，而攻过来的上杉军光是前锋就有一千五六，故而信繁不得不向他的主公，同时也是亲大哥的武田信玄求救。

可是，为了保证整体防守的完整性，信玄下了一道相当没人性的命令：无论是谁，都不许向信繁部伸出援手，由其自生自灭。

遥想当年，信玄他爹武田信虎，因不喜欢长子，故而想立次子为继任，这才引发了被老大信玄赶出家门流放他乡的悲剧，而那位原本将继承武田家的次子，就是信繁。更难能可贵的是，面对荣华富贵，这个好弟弟居然丝毫不动心，而是帮着大哥一起流放了父亲。怎想现如今哥哥却对他见死不救，不得不说，武田信玄有时候做出来的事儿还真的挺不是东西的。

信玄下令不准援救的消息传到信繁那里后，这位武田家中的副将已经知道了自己的命运，当时就下令道："今日一战，有死而已！"这一天，他头戴武田菱的头盔，身穿黑系绯打铠甲，跨着骏马，手持三尺长的大刀冲进敌阵，鬼神般地与越后兵士激战，最终刀折力尽后战死。信繁的战死，恐怕是武田军历次川中岛合战的最大损失。这位脾气温顺、素有威信的一代名将战死后，信玄便再也找不到一位比信繁更信任可靠的副将来寄以重任了。直到大多数信繁的部队都战死后，姗姗来迟的武田军山县昌景部才将上杉军击退。