信玄与尾张织田信长断交，信茂配合信玄「西上作战」计画，与德川军爆发三方原之战，并与石川数正队激斗，最终协助武田获胜。
胜赖时期.当信玄在1573年死后，继续效力武田家。但织田信长和德川家康的攻势压力渐增，元龟4年7月，家康进攻三河国长篠城（今爱知县新城市），胜赖派遣信茂、武田信丰、马场信春支援长篠城。同年8月三河国的国人众离反，同年9月长篠城陷落城，信丰及信茂于是率兵返国。天正3年（1575年）4月，胜赖开始反攻，并攻击三河（今爱知县丰田市），信茂也有参阵。同年5月胜赖包围长篠