治元年（1864年）率领京都见廻组，并与新撰组一同被尊攘派志士所恐惧、在禁门之变中也有出动。根据原见廻组队士今井信郎的证词、庆应3年（1867年），就是由他带领队士发动近江屋事件，一同在京都近江屋中暗杀土佐藩的坂本龙马以及中冈慎太郎。1868年随着戊辰战争爆发，佐佐木只三郎以幕府军一员参与鸟羽伏见之战，并且在樟叶地区（今 大坂府枚方市）附近因为腰被子弹打到而身受重伤、正当奄奄一息之时、只三郎因为伤势而感到痛苦，照顾他的哥哥‧手代木直右卫门对他直言「你至今杀了许多人、这样程度的痛苦是应该的」，让他只能苦笑