就在村上義清攻打高梨政賴的同時，於中塔城蟄伏的小笠原長時也沒有閒著，他認為收復府中一帶的舊領時機已至，當即決定聯絡村上義清，希望能得到村上家的援助。
而村上義清眼下也急需有力盟友來牽制武田家，因此決定協助小笠原長時收復其舊領府中一帶。
在得到村上家的一千餘援軍以及不少糧草輜重之後，小笠原長時便有了與武田家一戰的底氣，隨即聯絡了稻藏家、岡田家、小巖岳家、巖岡家、大池家、二木家等原先隸屬於小笠原家的國人領主、地頭武士共計一千五百餘軍勢，率先從中塔城出陣，進入府中一帶；而後村上家重臣出浦清正（村上家庶流出浦家家督）則是率一千餘軍勢佈陣在御鷹山。
小笠原長時打算先出兵收復被武田家所控制的重鎮要地深志城，於是派遣使者通知佈陣在御鷹山的出浦清正，請他協助一同攻城，出浦清正也允諾將會助小笠原軍一臂之力。
但是，武田晴信得知了村上·小笠原聯軍意圖攻打深志城的訊息後，立即快馬加鞭，趁著夜色率馬廻眾進入了深志城，並且親自坐鎮此城。
對於武田家來說，若是深志城失守，那麼先前的付出將完全會付之東流，好不容易平定下來的諏訪郡和上伊那郡也會再次不穩。
就在武田晴信出陣深志城的同時，他還派遣其弟武田信繁趁著村上義清正率大軍攻打高梨政賴之際，去率一部分軍勢佯攻村上家的本據葛尾城，以此來達成圍魏救趙的目的。
武田晴信的這兩手安排完全出乎小笠原長時和村上義清的意料之外。
在得到本據遭到突襲的這一訊息後，村上義清感到異常畏懼，當即下令佈陣於御鷹山的出浦清正無需繼續援助小笠原家，火速率軍馳援葛尾城。
不僅如此，村上義清在奪取了高梨家位於高井郡的領地之後立即停止了對高梨家的繼續侵攻，他甚至慌張到沒來得及通知與其一同參陣的長沼島津家、赤沼島津家、井上家、須田家、市河家等奧信濃諸將便連夜撤軍了。
這就導致了奧信濃諸將不再信任村上家。
翌日黎明，得知村上家撤軍返回本領的訊息後，小笠原長時也就只能逞逞口舌之快了。
痛罵村上義清不遵守承諾，背信棄義的行為，甚至還說自己要是早知道村上義清是這副德行，恨不得早些與村上家對立的高梨政賴等奧信濃諸將一同攻滅村上家。
然而在失去村上家的援助後，小笠原軍中上下皆感到恐慌不已，隨後便相繼逃亡。
還不到一天的時間，小笠原軍就不滿千人了。
武田晴信看到這一情形，自然是樂不可支。
他並不打算給小笠原長時任何喘息的機會，隨即下令以馬場信房和飯富虎昌為先陣，自己坐鎮中軍，攻向小笠原長時，算上上伊那眾、西方眾等國人領主們的加勢，武田軍共計八千餘人，對外號稱兩萬大軍。
但是有個成語叫做“窮寇莫追”，然而小笠原長時就是一個很有戰鬥力的“窮寇”。
小笠原長時在這時候已經退無可退，再輸就只能輸掉自己一條命了。
他在得知武田軍正在氣勢洶洶向自己襲來訊息後，並不打算就此退縮，而是決定拼死一搏，於是在野野宮一帶等待與武田軍進行決戰。
臨戰之際，小笠原長時激勵麾下僅剩的九百餘軍勢說道：“嗚呼，潔哉，吾兵士也。
雖武田弱兵百倍於此，何懼之有乎？！”
可以說此時的小笠原長時意氣昂揚，絲毫不把數倍於己武田軍放在眼裡，直呼其為“武田弱兵”。
而武田軍的先陣才抵達野野宮一帶不久，已經置生死於度外的小笠原長時就身先士卒的向武田軍發起了決死衝擊。
隨著小笠原長時如同閃電般衝出，身後的上百名騎馬武士自動展開，分成三路，如同狂風驟雨般捲進野野宮平原一帶。
而武田軍先陣大部分是由步卒組成的，步騎在平川之地進行決戰，步卒本來就處於劣勢之中。
特別是小笠原家本身就擅長弓馬之道，對騎射也是頗有心得。
小笠原長時此時身著唐綾疊綴鎧甲，抽出繫於腰間的堂堂白柄太刀，不停地揮舞著前進。
鋒芒所向，無人能敵。
或死或傷，不知其數。
之後，小笠原長時在先後斬殺了十多名身著大鎧、胴丸的武田軍步卒，使得小笠原軍計程車氣為之一振，也極大激勵了小笠原軍上下的戰心。
與此同時，在小笠原貞種（小笠原長時之弟）、小笠原清鑑（小笠原長時之弟，小笠原洞雪齋）、小笠原賴貞（府中小笠原家一門親族）等人的殊死奮戰之下，小笠原軍以寡敵眾，頻頻進擊，如同亡命之徒一般。
武田軍的先陣在遭到小笠原軍的突襲下見勢不妙，紛紛驚慌失措，四散而逃，完全無法抵擋小笠原軍的左突右擊。
作為武田軍先陣的馬場信房和飯富虎昌二人由於立足未穩，很快就在小笠原長時的凌厲攻勢下最終崩潰。
小笠原長時趁勢追擊武田軍先陣的敗軍，使得馬場信房和飯富虎昌二人節節敗退，完全無法組織兵力繼續抵抗下去。
小笠原軍最終在野野宮一帶先後討取了武田軍三百餘人。
坐鎮中軍的武田晴信無法繼續坐視先陣的潰敗而不管，隨即下令馬廻眾與西方眾前去接應先陣的潰兵，同時向死死咬住先陣潰兵而緊追不捨的小笠原軍側翼發起猛攻。
武田軍在經過半個時辰的奮戰後，總算遏制了小笠原軍的追擊，從而得到了收攏先陣敗軍的時間。
小笠原長時此時也是見好就收，因為他深知眼下自己手中並沒有太多的兵力供自己揮霍。
故而在見武田軍開始拼死抵抗之後便不再繼續猛攻武田軍了。
雖然暫時擊退了武田軍的來襲，但是和村上義清完全撕破臉後，讓小笠原長時徹底失去了一大助力，從而無法進一步在府中一帶擴大戰果。
小笠原長時也對此感到十分自責，甚至還有了要切腹自盡的想法，但是被其重臣二木重高阻攔了下來。
畢竟眼下還有小巖岳家、平瀨家、二木家等國人領主、地頭武士還在繼續支援著小笠原家，小笠原長時還沒到孤家寡人的地步，因此打消了切腹自盡的想法。
由於小笠原家軍議評定決策之效率、戰敗恢復之速度、徵發兵力勞役之規模、糧草輜重之通暢、領內府庫之厚薄、軍械裝備之精良、器械製作之高下、商旅周流之閉合、民氣戰心之高低······樣樣都不及武田家的一半，小笠原長時因此只能率軍就此退回了二木家的居城中塔城繼續固守，同時派遣其弟小笠原清鑑裝作僧侶的樣子前往越後府中，尋求越後上杉家的援助。
即便小笠原長時主動收兵退回了中塔城，武田晴信還是不死心的想要千方百計的攻滅小笠原家。
武田晴信之後在深志城稍作休整，就以洗馬家、山邊家、瀨黑家、西牧家、仁科家、坂西家等原隸屬於小笠原家旗下的國人領主、地頭武士為先陣，攻向了中塔城。