四月二十八日，武田军先锋抵达吉田城，德川家酒井忠次、水野忠重、户田左门等出城讨取数百人。直到武田胜赖本队到达，德川军退入吉田城固守。
五月一日，武田胜赖弃围吉田城，折返设乐郡，重新包围长筱城。
在这几天后，武田军猛攻长筱城，但均被击退。
到了五月六日，织田信长急行军抵达三河并进入冈崎城，信长信中还表示：对于战胜武田家，他信心十足。同时虽然是急行军突袭但是路过热田神宫时，依然抽空去祈祷了一番。
五月八日午后二时许，织田信长在冈崎城召开军议，详细说明各部队的部署位置，定下防守反击的策略，将决战战场定于设乐原。此时，长筱城的鸟居胜商突围到达冈崎城带来依然在坚守的消息。
织田信长在信中也表示非常惊讶，盛赞其忠勇。
然后告诉他两日之后大军就将与武田军展开决战，令其回城传命奥平贞昌持续坚守。
五月九日黎明前，织田信长、德川家康联军人从冈崎城出发。当日夜，联军克牛久保城。
五月十日联军入野田城。
五月十一日抵设乐原。德川家康于高松山设立本阵、织田信长于极乐寺山设立本阵，并命令手下各军就地修筑防御工事。
信长在信中表示这个计策是收到我兵围隈府城的启发。
五月十三日清晨，织田、德川联军完成防御工事的修筑工作，同时武田军主力撤围长筱并和联军对峙。
当日夜间，织田信长已经做好完全之准备，自夸：任其多少兵来，必将被毙于阵前。
为诱使武田胜赖进攻，他还指示佐久间信盛诈降，然而这时德川家臣酒井忠次提出夜袭鸢巢山砦以断其退路，织长准许。
五月十四日，天未明，德川方酒井忠次、松平伊忠等率军3000绕道向鸢巢山进发。
清晨，大雨骤停，设乐原在两天的大雨中早已是一片泥泞。
这时候信长在信中又是一阵自夸，如此泥泞的设乐原再加上他设置的防御体系，定叫他武田家来多少，没多少。
卯时，鸢巢山砦遭袭。同时，武田胜赖大军鹤翼阵向联军发动进攻，一番手为山县昌景。
不消多时，酒井忠次击破武田留守长筱的军势，进入长筱城，升起标志胜利的狼烟。
巳时前后（9-11时）武田家开始大规模进攻，山县昌景在突击大久保忠世队九次都未果之后转向德川军侧翼，武田二番手武田信廉上阵。
然后三番手小幡信贞队五百骑立于织田信长阵线正中，作势要中央突破。
四番手武田信丰与小幡信贞会合，内藤昌丰队、真田信纲队、真田昌辉队、原昌胤队则向联军阵地左右翼提前展开攻击。
巳时半，五番手马场信房从右翼发动进攻，土屋昌次、一条信龙、穴山信君诸队紧随其后。
其中内藤昌丰队以一千余人强势突破了泷川一益四千人的防线。
见泷川一益军溃不成军地后撤，织田信长自己都在信中说看到四千人竟然挡不住一千余人，当时杀了泷川一益的心都有了。
但是毕竟是在战场上，于是派出柴田胜家、不破光治与山冈景隆三队接应以稳住阵线。
局势一度危急到武田信廉队破坏了联军中央第一道防马栅栏，幸好是在第二道防马栅前被挡住。
巳时末，马场信房队700人以四十人的代价突破佐久间信盛队6000的防线。织田信长在信中更是毫不遮掩地向我表示对佐久间信盛的失望和厌恶，并且表示他这么废物，为什么不去死。
但是为了战局，他不得不派丹羽长秀、羽柴秀吉前去围杀马场信房。
午时，山县昌景带领小山田信茂队突击柴田、丹羽、羽柴三队，内藤昌丰、马场信房之危。
柴田、丹羽、羽柴队均不能敌，败走。
但是这时候进行突击的武田军也所剩无几。
信长又在信中向我表示对这些人的失望，同时也对少弐常备未曾一败的羡慕。
见织田信长兵力分散，小幡信贞500骑与武田信丰队一前一后向织田军中央阵地展开进攻，小幡信贞队势如破竹，沿武田信廉队路线连破两道防马栅栏，杀入织田信长本阵。
大惊失色的织田信长立即集合预备队以及全部母衣众近人绞杀小幡信贞。
已经身负六处伤的山县昌景对德川家康本阵发动第13次突击，但是最终被数百杆铁炮齐射击杀。
信长在信中这里对山县昌景的英勇表现非常欣赏，也武田军的战斗力和家臣的勇猛不吝赞美之词。但是也在信中表示这里是整个长筱合战的转折点。
很快武田军便开始了崩溃，先是土屋昌次、原昌胤等将不顾大局，带领军队脱离战线，想夺回山县昌景的尸体。
未时半，孤立无援的小幡信贞队眼见突击织田信长本阵无望，便突出重围开始后退。其父小幡宪重在撤退时不幸中弹身亡。
织田信长趁势命令母衣众发动反击。织田军生力军如狂风般冲向早已精疲力竭的武田军。
武田军本阵见到败局已定，舍弃前线军队狼狈地向凤来寺方向逃窜。见武田军本