在八條景定的建議下，上杉輝虎就打算先發制人，打算趁著武田軍尚未抵達稻荷山一帶時，立即佈置好一部分軍勢進行留守。
當然，這樣的重任輝虎就交給了慄林賴忠、村上義清、小笠原長隆、新發田長敦、莊田定賢、大川忠秀等將，讓他們率六千軍勢繼續留守在稻荷山一帶，並令他們多樹旗幟、多燒營火，以此來迷惑武田軍，造成上杉軍主力仍在稻荷山一帶的假象。
而甘糟景持部則是擔任上杉軍的先陣，火速沿著千曲川南下，前往高野城一帶。
至於稻荷山周邊的醫王寺城、龍岡城、田口城、湯原城、向城等城池兵砦盡數放棄，城中的守軍也都隨上杉軍本隊一同下山，這時的上杉軍本隊兵力有五萬人。
不僅如此，輝虎還下令全軍上下“人銜枚，馬縛舌”，全軍上下每人嘴裡都叼著一根小木棒，戰馬的舌頭也全都綁住，在寂寥月光的照耀之下，不發出一點聲音，靜悄悄地下稻荷山。
之所以輝虎如此謹慎，就是為了儘可能不讓武田軍掌握自己的行軍動向，在武田軍不知曉己方底細的情況下，出其不意攻其不備予以痛擊。
在月色的掩護下，五萬上杉軍井然有序的在稻荷山下合流，並且沿著千曲川不斷南下。
拂曉時分，大地上籠罩著一層濃霧，山谷之中完全看不到五萬上杉軍的一絲蹤影。
而與之相對的，武田信玄則是快馬加鞭率軍趕至權現山、大石川一帶佈陣。
等到第二天天明，旭日初昇，濃霧漸漸散去，在花岡原一帶佈下陣勢的武田信玄才聽到附近有傳來的馬蹄聲，隨即派遣物見前去探查。
在經過武田軍物見的一番探查之後，武田信玄這才得知秩序井然的上杉軍已經不斷迫近花岡原了，目前其先陣距離武田軍只剩下不到三四町的距離，而如今武田軍那一萬迂迴奇襲的軍勢至今仍然不見絲毫蹤跡。
在得知上杉軍大軍襲來後，武田軍上下皆感到驚懼不已。
還沒等武田家諸將思考用什麼應對之策時，輝虎就已經下令甘糟景持、大崎泰繼、千坂景親、桐澤具繁、鯰川清長等將率先以“車懸之陣”輪番突擊武田軍。
武田信玄只好倉促下令擺出“鶴翼之陣”來應戰，並以鐵炮、弓矢、大楯列在陣前，開始佈陣。
然而，甘糟景持很快就想到了破陣的辦法——每一名騎馬武士身後都載著一名足輕，待靠近武田軍前沿陣地之時，足輕下馬攻向武田軍前沿陣地的軍勢。
很快，甘糟景持就集中了兩千餘騎馬武士突進至佈置在鶴翼之陣前方的陣地，而後兩千餘名足輕輕裝上陣，從武田軍陣地的側翼攻入。
至於甘糟景持自己則是率一百名騎馬武士以及一千名足輕繼續從正面攻擊武田軍的陣地，意圖吸引武田軍的注意力。
由於鶴翼之陣前方陣地的武田軍注意力皆在甘糟景持部身上，對甘糟景持部不斷以弓矢、鐵炮攻擊。
一時之間，花岡原上銃聲震耳，硝煙四起，不斷傳出打刀擊打的聲音、戰馬嘶叫的聲音，驚天動地，宛如一個修羅場。
在武田軍的弓矢、鐵炮反擊之下，甘糟景持部被迫後退，換上大崎泰繼所部繼續朝著武田軍前沿陣地發起突擊。
也就在這時，甘糟景持派往武田軍前沿陣地側翼的甘糟尚政（甘糟景持長子）成功趁著硝煙瀰漫之際突入了武田軍的前沿陣地之中，並且擊潰了手持大楯的武田軍足輕。
隨後，率領兩千餘名騎馬武士的黑金景信也趁機攻入了武田軍的前沿陣地之中。
有了騎馬武士的加入，導致武田信玄佈置在前沿陣地裡的鐵炮也無法繼續使用。
同時，武田軍左翼的松尾信是所部也遭到了上杉軍長尾當長部的突襲。
在松尾信是所部後方的河漥信實見勢不妙，當即率軍突入，這才擊退了長尾當長所部的攻勢，解救了松尾信是部的危難。
儘管甘糟景持、長尾當長兩部皆被武田軍所擊退，但是上杉軍仍然從武田軍右翼的武田信廉所部開啟了一個突破口，上杉景信、長野業正、大井田氏景、倉賀野尚行、加地春綱等將輪番突入，使得武田軍的鶴翼之陣開始崩壞。
這時，部署在武田軍左翼的諸角虎定為了避免武田軍本陣遭到上杉軍的攻擊，以及儘可能的保留武田軍的有生力量，為迂迴至稻荷山一帶的一萬武田軍到來爭取時間。
於是，諸角虎定就率領本部軍勢，高聲呼喊著自己的名號，衝入了上杉軍陣中，發起了決死突擊。
其中，諸角虎定完全不像年邁之人，接連揮舞著太刀，斬殺了途中阻擋自己前進的多名上杉軍足輕和徒步武士，一時間上杉軍的將士們竟然不能抵擋諸角虎定所發起的攻勢。
當然，諸角虎定此舉也引起了周邊還在混戰的上杉軍諸將的注意。
之後，諸角虎定就遭到了長野業正、倉賀野尚行、加地春綱等將的集中猛攻。
諸角虎定所部在抵擋了一陣後，終究因兵力寡少而崩潰，就連諸角虎定本人也在亂軍之中被上杉軍所討取。
在得知諸角虎定陣亡後訊息，大熊朝秀、城景茂也率麾下足輕、武士衝了上來，聯合諸角虎定部的殘餘軍勢，繼續與上杉軍展開交鋒，希望能撐到一萬武田軍的抵達。
但是，上杉軍畢竟兵力雄厚。
武田軍在收到上杉軍不斷的打擊後，左翼軍勢幾乎被上杉軍所殲滅，河漥信實、松尾信是等將先後被上杉軍所討取。
就連右翼的諸角虎定、大熊朝秀、城貞茂等部也在上杉軍的不斷打擊之下節節敗退。
其中諸角虎定的陣亡對武田軍整體計程車氣影響最大，迫使武田信玄都做好了率旗本眾逃回甲斐的準備。
然而，武田信玄最終還是打算再等一等，想等到飯富虎昌、馬場信房等將率領的一萬軍勢抵達花岡原，與自己前後夾擊，擊潰來犯的上杉軍。