そののち、源頼政は、平氏政権での皇位継承の不満から反乱を企図した以仁王に協力する（以仁王の挙兵）。この乱は失敗し、源頼政と主だった一族は討死した（宇治合戦）。
しかし熊野に潜んでいた義朝の末弟の源行家らが以仁王の令旨を全国に伝えると、河内源氏の源義朝の子である源頼朝・源希義・源範頼・源義円・源義経ら兄弟や、源義朝の弟の源義賢の子であり、頼朝の従兄弟にあたる源義仲（木曾次郎義仲）、源義光の子孫の武田信義・安田義定（甲斐源氏）、山本義経・柏木義兼（近江源氏）、義国の子孫の足利義清（下野源氏）、新田氏庶流の山名義範・里見義成（上野源氏）、源頼綱を祖とする多田行綱（多田源氏）、源頼綱の弟国房を祖とする源光長（美濃源氏）らが各地で挙兵し、治承・寿永の乱が発生する。
当初は平家が源氏を圧倒しており、源希義が敗死している。しかし次第に形勢が逆転して平家は源義仲に京都を追われた。その後、義仲軍と頼朝軍・平家の三つ巴となったが頼朝軍が圧倒していき、粟津の戦いで義仲軍を、壇ノ浦の戦いで平家を滅ぼして頼朝軍が勝利した。
その後、鎌倉幕府の初代の征夷大将軍として武家棟梁となった源頼朝が河内源氏であったことから、河内源氏から名実ともに武家の棟梁が出ることとなった。
摂津源氏は、源頼政と一族の主だった者が宇治合戦で討死した後、一族中で生き残った源有綱（戦いの時伊豆国にいた）は源義経に従っていたため、源頼朝の命令で討たれた。また、源義経の関係の深かった摂津源氏嫡流の多田行綱も、平家滅亡後に多田荘の所領を没収され追放処分となった。源広綱は源頼光以来の摂津源氏の子孫を伝えることができたが、幕府を開いた頼朝と比べるならばもはや一御家人の境遇でしかなかった。
鎌倉時代.
また、鎌倉幕府において源氏一門は、血統や功績等により源姓を称することが許される「御門葉」と、源姓を称することが適わず、名字を称するものに区別された。御門葉には信濃平賀氏（信濃源氏）・大内氏（信濃源氏）・安田氏（甲斐源氏）・加賀美氏（甲斐源氏）などの新羅三郎義光の系統、足利氏・山名氏などの源義国の系統が名を連ねたが、承久の乱などにより得宗家に敗れ没落した（足利氏は北条氏と縁戚関係を結び、有力御家人として続いた）。
室町時代以降.