双方之战必不可免。最后今川义元派出使节调停战争。信玄得悉消息后，率领一万八千大军援助海津城。最终在别动队回归猛攻上杉军侧翼后，上杉军伤亡惨重往善光寺撤退。信玄决定让四男武田胜赖作为继承人，并娶了织田信长养女远山氏。同年远山氏产下武田信胜后难产而死，织田信长立即为长子织田信忠与武田信玄的女儿订亲。
上文讲到武田氏所处的甲斐四面环山，水旱灾害不断，农业产量不高，严重阻碍了称雄之路。信玄在继任家督之后，大力治水开发金山。成功入侵了诹访后陆续击败信浓四大将，制霸了甲信地区，村上义清与小笠原长等豪族逃往越后寻求长尾景虎的援助。
而长尾景虎也逐步统一了越后，此时已和武田的领地接壤。川中岛地区位于北信的千曲川与犀川交汇处，北靠善光寺，距离越后首府春日山城仅七公里。且川中岛平原粮食产量高，所以川中岛地区无论在军事上还是经济上都具有重要意义。武田方如果控制了川中岛，构建前沿军事基地，直接威胁春日山城从而占据主动。而长尾方若控制川中岛则是保证国境线的完整，亦可随时侵入信浓。双方之战必不可免。
天文二十二年（1553）四月，北信浓残余豪族高梨、岛津、须田等顽强抵抗武田军。然而因为兵力悬殊大败。长尾景虎借兵五千给村上义清等人，信浓联军在葛尾城反复同武田军拉锯了近两个月时间，武田军因粮草问题暂时撤军。同年八月，武田军再次发兵攻陷了高鸟屋城和内村城，塩田城，村上义清再度逃亡越后。武田军将擒获的老弱妇孺，带回甲斐当矿奴开发金山。
气势高涨的武田军朝川中岛推进，长尾景虎亲率八千大军迎战，武田军抵不住长尾军攻势于八幡战败，信玄撤回荒砥城，越后的上杉军势从北信浓筑摩郡入侵。长尾军从埴科郡攻入，沿路放火烧城，信玄突然改守为攻从塩田城出兵截击善光寺方向赶来的长尾援军，后路将断景虎下令撤往越后。
两军第一次交手，武田军同长尾军正面冲击战况不利，但信玄改变战术在善光寺突袭，扭转了战事的结果，获得小胜。
天文二十三年（1554），善德寺三国会盟。武田义信迎娶了义元的女儿，信玄的女儿则嫁给北条氏政，北条氏康的女儿嫁给今川氏真。此后北条可以全身心的致力于关东霸业。今川则全力攻略东海道，为上洛取代足利氏为将军努力。武田也保障了侧背，得以专心平定信浓富饶的大米产地。进而往越后的出海口侵入。
三国同盟
解决后顾之忧的信玄派长子武田义信平定佐久郡的叛乱，义信不负所望攻陷了小诸城和内山城，将乱党的军事指挥和三百余众的野武士一律处斩，杀鸡儆猴震慑其余信浓国人众。
同年底，越后刈羽郡的北条高广在北条城（现今柏崎市）举兵叛乱。向武田将领甘利忠昌示意愿为武田内应，希望信玄共同举兵。长尾景虎立即攻打北条高广，武田援军没能及时赶到，北条高广被击败重新降伏景虎。
天文二十四年（1555），景虎亲率八千大军攻陷了善光寺东面的横山城，信玄亲率兵一万二千人马救援。上杉军渡过犀川迎击武田军。两军在厮杀中，信玄派忍者众将书信送给上杉军中内应，但书信都被轩辕众截获。密谋策反的将领被景虎处决，两军在犀川对峙足足三个多月，谁也找不出对方的破绽。
最后今川义元派出使节调停战争。在十月十五日停战条约成立，而双方举出的停战条约条件是将北信浓的诸豪族归还，并且两国以川中岛为界限，最后两军撤兵回国。第二次川中岛合战打了个平手。信玄在川中岛南部筑建海津城作为据点，并派高坂昌信为城主，高坂在筑城期间多次击退长尾军，被家中成为战略第一，因为高坂镇守海津期间以避免战事为主保存实力，被称为“逃弹正”。
弘治二年三月，因越后多地大规模叛乱，不胜其烦的景虎突然宣告退隐，使上杉家产生混乱，武田信玄趁机拉拢越后老臣箕冠城城主大熊朝秀起兵反叛，而会津的芦名盛氏为了进入越后也出兵援助大熊朝秀。其他国人众粉粉请求景虎出山，在立下誓约景虎平定了大熊朝秀的战乱。自此长尾景虎在越后的地位不可动摇。
长尾景虎继承了关东管领“上杉”姓氏，于永禄四年（1561）改名为上杉政虎。上杉军联合关东诸大名联合大军十一万万千余讨伐叛逆之后北条氏。北条氏康采取坚小田原城之策，被上杉军围困了一个半月后，政虎收到武田军趁虚进兵川中岛的探报，无奈之下只得放弃攻取小田原。在鹤冈八幡宫举行了关东管领的正式就职仪式，从镰仓往越后的归途中还攻取了北条方的武藏国的松山城。
北条氏康成功守住小田园
永禄四年（1561）八月，为了报复武田军扰乱自己攻下小田园制霸关东的计划。上杉政虎命长尾政景为春日山城的留守大将，亲率一万三千大军向信浓进攻。信玄得悉消息后，率领一万八千大军援助海津城。上杉军占领妻女山为本阵与武田军对峙。
武田军采取了军师山本勘助的“啄木鸟战法”，分兵迂回妻女士，计划迫上杉军下山后同本阵一起夹击之。此战术被政虎识破，亲自率兵渡过千曲川向八幡原武田军本阵冲杀。由于武田军分兵陷入了苦战，自副将武田信繁起，诸角虎定、初鹿野源五郎、油川信连和三枝守直等有名武将皆战死，山本勘助有愧杀入敌军阵中被讨取。最终在别动队回归猛攻上杉军侧翼后，上杉军伤亡惨重往善光寺撤退。此战过后，武田军和上杉军都元气大伤，再没有一统日本的机会。
此次是川中岛合战中最惨重的一次，武田先败后胜，虽成功击退上杉军但损失大量优秀武将。武田军追击下扩大战果领有水内郡和田城和长池城的二百多贯的土地，整合战争中的利益，武田军是实质的胜利者，惨胜。弘治元年逼降信浓木曾谷的木曾义昌，并将女儿许配给他。又陆续让儿子部将继承信浓各豪族的家督，彻底控制了信浓各地。
连续同北条、武田激战后的上杉军战力大损，此后在下总两次大败于小小的千叶家臣原胤贞，可看出川中岛中损失的惨重。
随着一年前今川义元死于桶狭间奇袭，继任者今川氏真长于政务而军事无能，原属今川家的松平氏在三河自立，今川家统治力大幅度下滑。在川中岛之战武田氏又损失惨重，信玄意识到无法攻入越后了，反而是今川家成了软柿子逐渐改变战略打算攻入骏河，既然见不到北面大海那么就去见南面之海吧。嫡男武田义信正室为今川义元之女，义信看名字也很看重信义，于公于私义信极力反对父亲背叛同盟攻打今川，信玄只好暂时作罢。
永禄七年（1564年），信玄派遣山县昌景联合北飞弹豪族江马氏打败三木氏攻下飞驒，并在隔年以江马氏攻入越中，劝降松仓城主椎名氏，拿下越中新川郡地山城周遭，遂以江马氏嫡子辉盛担任城主。但是后来椎名氏不敌上杉谦信，江马辉盛改投上杉家，使武田信玄的越中战略失利。信玄又重新提议攻略骏河之事。
永禄八年（1565年）正月，义信计划效仿父亲当年放逐祖父一样，也来这么一手，但谋叛被山县昌景密告信玄而失败，老师饭富虎昌为保护义信切腹，义信被幽闭在东光寺。信玄决定让四男武田胜赖作为继承人，并娶了织田信长养女远山氏。因为同织田家联盟，织田的盟友松平氏自然也成为了盟友，两家商议一起攻打今川氏，武田南下取骏河、松平东进拿远江。
准备了两年后，武田氏送回义信妻今川氏，与今川家决裂，被幽禁的义信愤而自杀。同年远山氏产下武田信胜后难产而死，织田信长立即为长子织田信忠与武田信玄的女儿订亲。因为武田攻打今川，骏相甲同盟自然破碎，北条氏康帮助今川家攻打武田、松平联军。
永禄十二年（1569）三月，武田军遭今川氏、北条氏、上杉氏的夹击。信玄从容应对，一面鼓动上杉家臣叛乱，一面采用军事行动于三增峡大败北条氏政（氏康子），攻入伊豆相模，一度包围了小田原城。氏康听闻儿子及北条纲成所述战事经过之后，感叹道：“此战纵使我在场，战局亦不会有所更改。能与不利形势之下，反败为胜，信玄公真乃当世第一名将，我氏康不如之。”信玄包围小田园月余后撤军，此时氏康亲率大军杀出，措不及防下武田军大败，信玄赞到“不愧是相模之雄狮啊”。
三方原大胜
元龟二年（1571年），武田军将骏河国全境压制，信玄终于看到了日思夜想的大海以及得到为了上洛而准备多年的骏河水军。随着北条氏康病逝，其子北条氏政眼见今川以亡恢复了与武田的和睦关系。解除了后顾之忧。信玄无视前约马不停蹄的发兵攻入远江，发动了三方原合战和野田城之战，家康不听信长的劝诫出兵野战被武田精锐骑兵大败，信长派来援助家康的平手泛秀亦死于乱军之中。家康与其谱代重臣等狼狈逃回滨松。
就在武田信玄取得胜利后，信玄应连襟朝仓氏、本能寺氏打算上洛讨伐佛敌织田信长。此时信玄突然病情加重。原本西进的武田军转而北上，经长篠至凤来寺暂行修养。然而病情丝毫没有好转，只得退回甲斐，等待信玄身体康复后再进行西上作战。也有“铁炮狙击说”在信玄攻击野田城期间，城中的名笛手村上芳休常在城墙内吹奏，而信玄来听乐时被鸟居三左卫门以铁炮狙击，引发的破伤风。
信玄身体十分虚弱，骑不得马，只可坐轿。回归途中在信浓伊那郡死亡。御宿监物书状提及信玄死因肺结核、甲阳军鉴指出死因是胃癌或食道癌。武田信玄的遗体在信浓国伊那驹场长岳寺火化。戒名法性院机山信玄。据甲阳军鉴记载，信玄在临终之时留下两则遗言。一、家督由胜赖的长子信胜至十六岁时正式继承，之前由胜赖代理。二、无须举行葬礼。遗骸着具足，于三年后沉入诹访湖。此三年内密不发丧。 不过现代史学家统一认为高坂昌信的这本书很多不实之处，胜赖是继任的家督而非阵代。
天正十年（1582），在织田、德川、北条连续的进攻下，武田家一门众又相继离反。武田胜赖与儿子武田信胜在天目山自杀，武田氏灭亡。后世很多人认为胜赖是无能才导致失败，尤其是“长筱合战”使武田家实力大损。而实情并非如此，作者以为在信玄多次背盟外交声誉为零，甲州金山枯竭，外交财政都出现极大问题时胜赖接受了这个烂摊子，胜赖一边启用心腹信浓众收揽权力，一边恢复外交。多次领兵击败德川、北条。至于长筱如果胜赖真的撤军，可能扛不到这么久就因懦弱却战而家督不稳了。作者同织田信长看法一致，“胜赖强于信玄，不可大意”。
作者认为武田信玄其实是一位内政高手在他的治理下领地内经济繁荣，依托财力组建强大的骑兵军团。一生开拓领近百万石大多是靠谋略分化调略和善于用人，而并非是军事作战能力，单看军事多次被村上义清、长野业正等击败，并不是所谓兵法第一，早年多依靠山本勘助等军事顾问，当然晚年的信玄经历多年战事军事能力确实极大加强。“人即城,人即垣,人即壕,仁慈为友,仇恨乃敌”，善用人才可使家族强盛，将敌人拉至己方比消灭敌人好的多。
兵者诡道也
