不放弃逃至岩殿城，转而进入武田氏先祖曾自杀的场所天目山（山梨县甲州市大和町）。逃亡之际将家宝御旗及楯无铠藏于塩山（甲州市）的寺中，得以免于战火波及。3月11日、德川家康与穴山梅雪谒见织田信忠，讨论关于今后的计划。同日，胜頼一行在天目山附近的田野间被泷川一益队寻获。土屋昌恒、小宫山友晴等浴血奋战，土屋昌恒此战的活跃使其得到「片手千人斩」之名、安倍胜宝突入敌阵战死、胜赖本人亦奋力击退织田军。然而终究寡不敌众，先是信胜在织田军的围攻下战死，胜赖亦因饥饿及疲劳失去抵抗能力，被后来成为福岛正则家臣的伊藤伊右卫