7月，回到滨松城的家康得知真田昌幸谋反，立即于8月派家臣鸟居元忠、大久保忠世和平岩亲吉共领7千兵力开赴上田城。德川军取道北国街道，之后在上田盆地附近的国分寺展开进攻。兵力只有1千5百人的真田军，昌幸留在上田城，长子信之佈阵在支城户石城，昌幸的从兄弟矢泽赖康与上杉派出的援军共同守卫另一支城矢泽城。8月2日德川军进攻二丸遭受勐力反击而撤退，在撤退期间同时遭到上田城城兵的追击和来自户石城的侧面攻击，德川军因而陷入混乱，在追击战中矢泽城的士兵同时出击。结果在神川，德川军多数的士兵溺死。真田军凭借的地形之利使