Nel 1600 lui e suo padre si schierarono con Tokugawa Ieyasu contro Ishida Mitsunari. Mentre Yoshitaka combatteva contro gli alleati di Ishida nella regione di Kyūshū, Nagamasa guidò 5.400 uomini nell'avanguardia Tokugawa a Sekigahara e fu successivamente elogiato per i suoi sforzi da Ieyasu. All'indomani della vittoria Tokugawa, gli fu affidato un feudo di 520.000 "koku" nella provincia di Chikuzen a Najima e costruì il castello di Fukuoka, e sostituì il clan Kobayakawa, che aveva governato sulla regione dal 1588. Nagamasa contribuì anche alla costruzione del castello di Edo, supervisionando personalmente la costruzione del mastio. Successivamente servì nell'assedio di Osaka e combatté sotto Tokugawa Hidetada.