在永正17年（1520年）与大井氏同盟，迎娶大井信达的女儿大井之方。
统一甲斐和开设甲府.永正16年（1519年），把守护所由武田氏历代居馆石和移往西面的甲府，起初在川田设置川田馆。之后在府中（甲府市古府中）筑起踯躅崎馆并建立城下町，而且让家臣入往（『高白斋记』）。此后与国人领主今井氏和信浓的诹访氏的斗争加剧，在大永元年（1521年）以今川氏配下土方城城主福岛正成为主体以及今川军沿着富士川和西郡入侵甲斐并迫近甲府，信直在甲府馆东北面的要害山城击退正成，在饭田河原合战（甲府市饭田