和永禄11年（1568）与弟弟昌辉担任先锋的骏河国侵略及永禄12年（1569）和内藤昌丰担任殿军的三增峠之战大破北条军。信纲因三增峠之战有功而担任箕轮城城代及获得和武田家的谱代家臣一样的待遇。此后每次出战必定担任先锋进击。武田信玄死后继续协助继承家督的武田胜赖。天正2年（1574）幸隆病重死去，信纲继承家督。天正3年（1575）长篠之战和弟弟昌辉一同遭织田信长和德川家康的三千挺火枪队齐射射杀，得年仅39。信纲和昌辉去世后家督由三弟真田昌幸继承