桶狭间休息的今川军本队遭到织田信长亲率军队奇袭，不仅失去了许多将领和士兵，总大将今川义元也在战斗中阵亡。直盛也在这场奇袭中阵亡。其后直盛被葬于井伊氏的菩提寺龙泰寺，并根据直盛法号更名为龙潭寺。
死后.由于没有儿子，死后由堂弟直亲继承家督，但由于家老之密告遭怀疑企图反叛今川氏，直亲被今川氏重臣朝比奈泰朝杀死；之后由于直亲之子虎松（之后的井伊直政）年仅两岁，原先由其祖父（井伊氏第20代当主）直平担任后见人，但在同年直平受今川氏之命前往出征天野景泰、元景父子时，于八代山城（社山城）战