雖然小笠原長時在村井城外接連討取了岩崎勝秀、栗原正清和今井虎意三名武田家一門重臣，但是好景不長，緊隨而來的武田晴信隨即親自調動麾下的旗本眾、足輕眾對小笠原軍發起猛攻。
小笠原長時由於麾下兵力寡少，逐漸處於不利的局麵。不僅如此，小笠原長時麾下的猛將草間肥前守、泉石見守等人也先後被武田軍所討取。
而泉石見守是小笠原家中最擅長弓術的家臣，名氣頗盛。隨著他的陣亡，小笠原軍瞬間士氣跌落穀底，很快便被武田軍擊潰了。小笠原長時在損兵折將後自知不敵武田軍，隻好放棄村井城，直接逃到其本據林城，固守待援。
小笠原軍在鹽尻嶺、村井城之戰的相繼戰敗、損兵折將，使得築摩郡的瀨黑城、淺間城、塔原城、青柳城、萬西城、島立城、西卷城、桐原城、大城等地的守將不是望風降服武田，就是棄城而逃。這就使得身在林城的小笠原長時處境更加岌岌可危起來。
最後，小笠原長時見大勢已去，經過再三權衡之下，決定暫時放棄自己的本據林城，前往家臣二木重高位於安曇郡的中塔城（中洞城）以此來躲避武田軍的兵鋒，從長計議。而中塔城是位於山穀之中，易守難攻，城內的糧草輜重也可撐數年之久，完全可以堅守待變。
隨後，武田晴信便率軍進入了空無一人的林城。為了不讓小笠原長時再次重返林城，從而根絕後患，武田晴信便下令將此城拆除。同時，武田晴信還將林城不遠處西北方的深誌城進行大規模的普請改修，意圖將此城作為武田家在信濃中部地區的一大重鎮。至此，東築摩郡大部分也落入了武田晴信手中。
之後，小笠原家家臣們見小笠原長時放棄本據林城而逃往中塔城之後，便紛紛開始自謀出路起來：重臣三村入道投降並出仕武田家；會田幸久逃往武藏，出仕太田資正；赤澤經智逃往越後，出仕越後上杉家······
就在武田晴信在大舉攻入小笠原領的同時，小山田信有也在武田晴信的安排下，也在積極開展北信濃攻略，攻打隸屬於村上義清的田口城城主田口良能。而與之相對的村上義清也糾合了不願從屬武田晴信的佐久郡諸將，對被武田軍圍攻的田口城展開救援，意圖將小山田信有所部的退路和糧道截斷。
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身在深誌城的武田晴信得知了這一消息後，立即親自率軍翻越蓼科山前去救援小山田信有部，途中不做任何休整。在與小山田信有部進行合流之後，武田晴信隨即於夜間對毫無防備的村上軍發起了突襲。
武田晴信先是派遣麾下足輕大將四天王中的橫田高鬆和小幡虎盛二人率五百餘軍勢截斷村上軍的退路，並且討取村上軍在外圍負責警戒的遊軍一百餘人。隨後，武田晴信親率一萬大軍猛攻田口城，一戰破之，將城主田口良能討取。
村上軍經過此戰敗後，軍心沮喪，村上家重臣清野清秀便向村上義清進言退兵返回小縣郡重整旗鼓。而武田晴信卻果斷抓住戰機，令原虎胤（足輕大將四天王之一）、多田滿賴（足輕大將四天王之一）、下曽根昌利（足輕大將）等將率五百餘軍勢躡村上軍背後而擊之，自己則是率大軍在之後跟進。
準備撤退返回小縣郡的村上軍在遭到武田軍突襲後措不及防而潰敗，在混亂之中被武田軍討取達到了三千餘人，伏屍十餘裏。村上家被俘獲的足輕、雜兵、領民更是無數，隸屬於村上家的武石信廣、橫尾采女正、福田美作守等東信濃諸將皆先後被武田軍所討取。
武田晴信隨後趁著己方大勝之際，連克先前被村上義清所奪走的前山城、岩尾城、今井城等十餘座城池兵砦。之後武田軍更是長驅直入，攻入村上家所領有的小縣郡境內，兵臨砥石城（戶石城）城下。
此戰可謂是徹底洗刷了武田晴信在上田原之戰中慘敗的恥辱，但是這次田口城之戰的失利並沒有對村上家造成元氣大傷。
如果砥石城被武田軍攻落，那麽村上家將失去東信濃最重要的屏藩而不得不收縮防線。
砥石城是一座山城，構築在東太郎山麓之上，往南能鳥瞰上田原，東北即是真田鄉，東南能進入佐久郡，西南是千曲川與神川的交匯點，可謂扼守四麵八方的真正要害之地。
除去地理位置上的一夫當關萬夫莫開之外，砥石城本身也是一座堅固的城池。其實砥石城隻是核心城池，其四周還有枡形城（北部）、米山城（西南部）與砥石城（南部），構成了層層護衛、環環相扣的城池群，因為此戰武田軍是由南而北攻擊的，所以主要的戰事還是發生在了砥石城。
但不知為何，武田晴信在望著周邊的千曲川和上田原後又開始有些猶豫起來。一方麵武田晴信也想趁著此番大勝一舉將小縣郡、埴科郡等北信濃諸郡收入囊中，另一方麵又開始擔憂麾下疲憊不堪的軍勢是否能繼續連戰連捷。就這樣，武田晴信在砥石城下虛度了六天時間。
由於武田晴信的猶豫不決，給了在砥石城內駐守的村上家重臣樂岩寺雅方、布下仁兵衛等人足夠的時間做好了籠城死守的準備。在他們的嚴防死守之下，師老兵疲的武田軍久攻不下。
這時，山本勘助已經意識到長期的攻城戰將會讓武田軍陷入不利的境地，便立即向武田晴信進言應當退兵返回甲府。
“禦館大人，我軍已經接連攻打砥石城近半個月，若是繼續屯兵於堅城之下並非取勝之道啊！”山本勘助一瘸一拐的走到武田晴信麵前進諫道。
“堪助，本家也知曉，若是不將砥石城攻落，那麽村上周防守仍然會趁著我軍返回甲府之際率軍南下攻入佐久郡，皆是還會有不少國人領主、地頭武士倒向村上家，使得本家出陣佐久郡徒勞無功。”武田晴信不甘心的說道。
“我軍接連在築摩郡、佐久郡等地取得大勝，應該慎重行動以保持我軍的軍威。眼下我軍並沒有完全掌握村上周防守的動向，若是村上周防守率軍與砥石城的城兵裏應外合的話，我軍危矣！”山本勘助最擔心的就是距離砥石城不遠處葛尾城城內的村上義清。
“經過田口城一戰後，村上家已經損兵折將，村上周防守必然不會輕易率軍前來，就算他率軍前來救援砥石城，本家布置在上田原一帶的物見也會探知，我軍完全可以從容應對，堪助不必過於擔憂。”武田晴信漫不經心的說道。
“那臣就先去查看一下砥石城有無破綻可以利用。”山本勘助見武田晴信鐵了心要繼續圍攻砥石城後隻好借故離開了。
然而很快山本勘助的擔憂變成了現實。村上義清在葛尾城蟄伏了近半個月之久，見時機已經成熟，立即率軍從葛尾城出陣前去攻打正在圍攻的砥石城的武田軍。
還沒等武田軍派出的物見返回本陣匯報村上軍來襲的消息，村上軍的兵鋒便已經直指武田晴信的本陣所在地。與此同時，砥石城城內的村上家守軍也在樂岩寺雅方、布下仁兵衛等人的率領下從城中殺出，裏應外合，內外夾擊武田軍，使得進退失據的武田軍大敗潰散。
武田晴信敗走潰逃，結果卻被村上義清瘋狂追擊。幸好有小山田信有率麾下郡內眾中的小澤式部、渡邊伊豆守（渡邊出雲守）等人擔任殿軍進行拚死抵抗一天一夜，以自己的生命換取了武田晴信逃回甲斐的時間，這次讓武田晴信好不容易撿回了一條命。
武田家有力武將自小山田信有、小山田彌三郎（小山田信有長子）、橫田高鬆、小澤式部、渡邊伊豆守等人以下被村上軍討取了一千餘人，可謂是傷亡慘重。
這是自上田原之戰後，武田晴信在自己的人生之中第二次慘敗給村上義清。
小笠原長時由於麾下兵力寡少，逐漸處於不利的局麵。不僅如此，小笠原長時麾下的猛將草間肥前守、泉石見守等人也先後被武田軍所討取。
而泉石見守是小笠原家中最擅長弓術的家臣，名氣頗盛。隨著他的陣亡，小笠原軍瞬間士氣跌落穀底，很快便被武田軍擊潰了。小笠原長時在損兵折將後自知不敵武田軍，隻好放棄村井城，直接逃到其本據林城，固守待援。
小笠原軍在鹽尻嶺、村井城之戰的相繼戰敗、損兵折將，使得築摩郡的瀨黑城、淺間城、塔原城、青柳城、萬西城、島立城、西卷城、桐原城、大城等地的守將不是望風降服武田，就是棄城而逃。這就使得身在林城的小笠原長時處境更加岌岌可危起來。
最後，小笠原長時見大勢已去，經過再三權衡之下，決定暫時放棄自己的本據林城，前往家臣二木重高位於安曇郡的中塔城（中洞城）以此來躲避武田軍的兵鋒，從長計議。而中塔城是位於山穀之中，易守難攻，城內的糧草輜重也可撐數年之久，完全可以堅守待變。
隨後，武田晴信便率軍進入了空無一人的林城。為了不讓小笠原長時再次重返林城，從而根絕後患，武田晴信便下令將此城拆除。同時，武田晴信還將林城不遠處西北方的深誌城進行大規模的普請改修，意圖將此城作為武田家在信濃中部地區的一大重鎮。至此，東築摩郡大部分也落入了武田晴信手中。
之後，小笠原家家臣們見小笠原長時放棄本據林城而逃往中塔城之後，便紛紛開始自謀出路起來：重臣三村入道投降並出仕武田家；會田幸久逃往武藏，出仕太田資正；赤澤經智逃往越後，出仕越後上杉家······
就在武田晴信在大舉攻入小笠原領的同時，小山田信有也在武田晴信的安排下，也在積極開展北信濃攻略，攻打隸屬於村上義清的田口城城主田口良能。而與之相對的村上義清也糾合了不願從屬武田晴信的佐久郡諸將，對被武田軍圍攻的田口城展開救援，意圖將小山田信有所部的退路和糧道截斷。
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武田晴信先是派遣麾下足輕大將四天王中的橫田高鬆和小幡虎盛二人率五百餘軍勢截斷村上軍的退路，並且討取村上軍在外圍負責警戒的遊軍一百餘人。隨後，武田晴信親率一萬大軍猛攻田口城，一戰破之，將城主田口良能討取。
村上軍經過此戰敗後，軍心沮喪，村上家重臣清野清秀便向村上義清進言退兵返回小縣郡重整旗鼓。而武田晴信卻果斷抓住戰機，令原虎胤（足輕大將四天王之一）、多田滿賴（足輕大將四天王之一）、下曽根昌利（足輕大將）等將率五百餘軍勢躡村上軍背後而擊之，自己則是率大軍在之後跟進。
準備撤退返回小縣郡的村上軍在遭到武田軍突襲後措不及防而潰敗，在混亂之中被武田軍討取達到了三千餘人，伏屍十餘裏。村上家被俘獲的足輕、雜兵、領民更是無數，隸屬於村上家的武石信廣、橫尾采女正、福田美作守等東信濃諸將皆先後被武田軍所討取。
武田晴信隨後趁著己方大勝之際，連克先前被村上義清所奪走的前山城、岩尾城、今井城等十餘座城池兵砦。之後武田軍更是長驅直入，攻入村上家所領有的小縣郡境內，兵臨砥石城（戶石城）城下。
此戰可謂是徹底洗刷了武田晴信在上田原之戰中慘敗的恥辱，但是這次田口城之戰的失利並沒有對村上家造成元氣大傷。
如果砥石城被武田軍攻落，那麽村上家將失去東信濃最重要的屏藩而不得不收縮防線。
砥石城是一座山城，構築在東太郎山麓之上，往南能鳥瞰上田原，東北即是真田鄉，東南能進入佐久郡，西南是千曲川與神川的交匯點，可謂扼守四麵八方的真正要害之地。
除去地理位置上的一夫當關萬夫莫開之外，砥石城本身也是一座堅固的城池。其實砥石城隻是核心城池，其四周還有枡形城（北部）、米山城（西南部）與砥石城（南部），構成了層層護衛、環環相扣的城池群，因為此戰武田軍是由南而北攻擊的，所以主要的戰事還是發生在了砥石城。
但不知為何，武田晴信在望著周邊的千曲川和上田原後又開始有些猶豫起來。一方麵武田晴信也想趁著此番大勝一舉將小縣郡、埴科郡等北信濃諸郡收入囊中，另一方麵又開始擔憂麾下疲憊不堪的軍勢是否能繼續連戰連捷。就這樣，武田晴信在砥石城下虛度了六天時間。
由於武田晴信的猶豫不決，給了在砥石城內駐守的村上家重臣樂岩寺雅方、布下仁兵衛等人足夠的時間做好了籠城死守的準備。在他們的嚴防死守之下，師老兵疲的武田軍久攻不下。
這時，山本勘助已經意識到長期的攻城戰將會讓武田軍陷入不利的境地，便立即向武田晴信進言應當退兵返回甲府。
“禦館大人，我軍已經接連攻打砥石城近半個月，若是繼續屯兵於堅城之下並非取勝之道啊！”山本勘助一瘸一拐的走到武田晴信麵前進諫道。
“堪助，本家也知曉，若是不將砥石城攻落，那麽村上周防守仍然會趁著我軍返回甲府之際率軍南下攻入佐久郡，皆是還會有不少國人領主、地頭武士倒向村上家，使得本家出陣佐久郡徒勞無功。”武田晴信不甘心的說道。
“我軍接連在築摩郡、佐久郡等地取得大勝，應該慎重行動以保持我軍的軍威。眼下我軍並沒有完全掌握村上周防守的動向，若是村上周防守率軍與砥石城的城兵裏應外合的話，我軍危矣！”山本勘助最擔心的就是距離砥石城不遠處葛尾城城內的村上義清。
“經過田口城一戰後，村上家已經損兵折將，村上周防守必然不會輕易率軍前來，就算他率軍前來救援砥石城，本家布置在上田原一帶的物見也會探知，我軍完全可以從容應對，堪助不必過於擔憂。”武田晴信漫不經心的說道。
“那臣就先去查看一下砥石城有無破綻可以利用。”山本勘助見武田晴信鐵了心要繼續圍攻砥石城後隻好借故離開了。
然而很快山本勘助的擔憂變成了現實。村上義清在葛尾城蟄伏了近半個月之久，見時機已經成熟，立即率軍從葛尾城出陣前去攻打正在圍攻的砥石城的武田軍。
還沒等武田軍派出的物見返回本陣匯報村上軍來襲的消息，村上軍的兵鋒便已經直指武田晴信的本陣所在地。與此同時，砥石城城內的村上家守軍也在樂岩寺雅方、布下仁兵衛等人的率領下從城中殺出，裏應外合，內外夾擊武田軍，使得進退失據的武田軍大敗潰散。
武田晴信敗走潰逃，結果卻被村上義清瘋狂追擊。幸好有小山田信有率麾下郡內眾中的小澤式部、渡邊伊豆守（渡邊出雲守）等人擔任殿軍進行拚死抵抗一天一夜，以自己的生命換取了武田晴信逃回甲斐的時間，這次讓武田晴信好不容易撿回了一條命。
武田家有力武將自小山田信有、小山田彌三郎（小山田信有長子）、橫田高鬆、小澤式部、渡邊伊豆守等人以下被村上軍討取了一千餘人，可謂是傷亡慘重。
這是自上田原之戰後，武田晴信在自己的人生之中第二次慘敗給村上義清。