慶長5年（1600年）、徳川家康の会津征伐の際に、貞政は堀田一継や佐々行政と共にこれに従おうと浜松城まで追いかけて行ったので、江戸城に着いた際に殊勝であるとして備前則光の脇差しを褒美に与えられた。石田三成の挙兵により、関ヶ原の役が始まると、妻が京にいたので暇を与えると言われたが、これを拒んで参戦。東軍として赤坂まで進んで家康を迎えた後、本戦では浅野幸長隊に属して戦い、石田三成隊の服部新左衛門を討ち取り、ほか1つ首を挙げて本陣に持ってきた。行政と一、二を争うことになったが、土岐重元の証言により、行政が持ってきた首は柵内に獲ったもので、柵外で獲った貞政が挙げたの方が早いはずだとされ、一番首の功名と認められた。凱旋の後、この功で2千石を加増される。