宇喜多氏が領していた備前岡山から先は毛利の勢力範囲であったため、織田軍と毛利軍は備前・備中国境地帯で攻防を繰り広げることとなった。毛利氏は戦いに備え、国境付近の「境目七城」（別名は「備中七城」）を防衛ラインとした。
水攻めの開始.
築堤奉行には蜂須賀正勝が任命され、宇喜多忠家が黒田孝高の指導のもと難所の門前村から下出田村までを担当（この場所の工事奉行は宇喜多氏家臣の千原勝則ともいわれる）。原古才村を蜂須賀氏が、松井から本小山までを堀尾吉晴、生駒親正、木下重堅、桑山重晴、戸田正治らが、蛙ヶ鼻より先を但馬衆が担当することとなり、浅野長政は船や船頭を集めて備中高松城が湖に浮かぶ島になった際の城攻めの準備にあたった。また、足守川の堰止方法は黒田家臣の吉田長利の献策ともいう。
なお、書籍によっては竜王山麓を流れる長野川からも水を引いたとしているものもあるが、水路跡などは発見されておらず、長野川を利用したと言うのは後世に加筆された伝説である。
一方、城内では水攻めという戦法に動揺し、物資の補給路を断たれて兵糧米が少なくなったことと、毛利氏の援軍が来ないことも相まって兵の士気も低下した。城内まで浸水したため、城兵は小舟で連絡を取り合わなくてはならなかったとされる。
毛利氏の救援.
援軍としてやってきた毛利氏が動けなかった理由としては、秀吉の毛利水軍に対する調略により、来島水軍や高畠水軍、塩飽水軍が離反していていたことにあった。これにより、毛利氏は制海権を失い、陸路からのみの補給に頼らざるを得ず、そのために絶望的に物資が不足しており、輝元の本陣でさえ物資が不足する有様であった。また、毛利勢は水攻めにされた高松城に対して、船を使って物資を救援しようとしたが、その船すら入手できない状態であった。
和睦成立と秀吉の撤退.
戦いの後の情勢.
この戦いの後、備中高松城には宇喜多氏の家老・花房正成が入城。関ヶ原の戦いで正成は主君に反し東軍に付いたため、江戸時代には旗本に取り立てられた。数年はここに陣屋を構えたが備中国阿曽（現：総社市阿曽）に移ったため備中高松城は廃城となった。
現在、高松城二ノ丸址に玄妙寺という寺が建立されており、その境内内部が宗治自刃の場所とされており、石碑が立っている。
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