野田城后，信玄病情恶化，于三河长篠城休养，行军因而中止。经过一个月左右信玄的病情没有好转，4月武田军决意返回甲斐。4月12日武田信玄病逝于信浓国驹场（今长野县下伊那郡阿智村），享年五十二岁。《御宿监物书状》提及死因为肺结核，《甲阳军鑑》指出死因是胃癌及食道癌。信玄的遗体在信浓国伊那驹场火化。戒名法性院机山信玄。信玄的墓地分布在信玄墓、大泉寺、惠林寺、诹访湖、长岳寺、龙云寺、高野山、福田寺、妙心寺等地。
遗言.甲阳军鑑版余于五载前，即知此日，特画花押纸七百，余卒三年内，密不发丧，