、但1554年(天文23年)菊池氏灭亡。他接受了陶晴贤的邀请、派遗弟弟大友晴英继承了大内氏、晴英改名大内义长。同年向室町幕府第13代将军足利义辉献上铁砲及火药调合书，借以强化与将军家的关系。1557年(弘治3年)、大内氏被毛利元就消灭，大内义长自杀。毛利元就继承了大内氏在西国的领地，开始进军原本大内氏在北九州的领土，大友与毛利正式决裂。义镇遂与尼子氏结盟，于筑前、筑后、丰前等地扩大势力范围。当年在他领地丰后府内还出现了划时代的大事即日本最早的外科手术。永禄2年（1559年）参与义辉的献金运动，同年6月