アメンボは表面張力を利用して水面を移動する。ハゼ科の魚類であるトビハゼやアンダミア属（en、ヨダレカケの仲間）は尾鰭で水面を叩くことで水面上を飛び跳ねるように移動することができる。トカゲの1種であるバシリスクが二本の後肢を使って水面上を駆け抜ける。バシリスクの場合、表面積を広くした水掻き付きの足で水面を激しく蹴りつけて浮力を生み出しつつ、左右の後肢を交互に素早く繰り出すことで「沈むより早く浮く」という方法によって水面を「走る」。モノアラガイ、プラナリアなどは水面の裏側を這うことができる。これらは幅広い腹面の足を水面に広げて、水面にぶら下がるようにして這う。海ではアオミノウミウシなどが同ように水面を這って生活する。
水面を特に利用する微生物もある。水生不完全菌は水中を漂うような枝のある胞子を作るが、この胞子が水面に広がるのがよく見られる。それらはその胞子の表面が水を弾いて水面に漂う。また、半水生菌と呼ばれる菌群は、螺旋状やカゴ状などの胞子を作り、これは内部に空気を抱え、水面を漂うのに適応した形と考えられる。これらは水際で生活するものと考えられている。動きのない水面では、水面に油脂や有機物の薄膜が広がると、その面はさまざまな微生物にとって基盤として機能する。このような環境では、大気が重要な酸素の供給源であり、それに面する水面は微生物の重要な活動の場でもある。細菌類はその面に広がったり、その下面に集団を作る。それらの捕食者である原生動物やワムシなどもその面をよく徘徊する。ツリガネムシや襟鞭毛虫など一部の固着性の生物も水面裏につく例がある。また、陸生のカビ類が水中の基質に生育した場合、菌糸は水中でも伸びるが、胞子はほとんど作られない。これらは、往々にして水面に菌糸を伸ばし、水面から胞子柄を伸ばして空気中に胞子を作る。
平安後期には常陸国から配流された源義清・清光親子が入府し、その子孫は甲斐源氏となる。義清・清光親子は当初は甲府盆地南部の市河荘に拠ったが、巨摩郡北部に勢力を伸ばし、市域にも影響力を及ぼしたという。市域の神山町武田は中世の「武田郷」に比定され、清光の子・信義は当地に居住して武田氏を称したという。市域には信義が勧請したと伝わる武田八幡宮や氏寺の願成寺、要害の白山城など、信義に関わる伝承を伝える寺社や城郭などが分布している。一方で、武田姓の名乗りについては源義清が常陸国武田郷（茨城県ひたちなか市）に居住して「武田冠者」を称したことを始まりとする説もある。武田氏をはじめ甲斐源氏の一族は治承4年（1180年）に源頼朝の挙兵に応じて各地で活躍するが頼朝による粛清を受け、信義の子一条忠頼も謀殺される。鎌倉時代には忠頼の弟・信光が惣領となり、鎌倉時代には甲斐守護職は二階堂氏へ移るものの、鎌倉期を通じて甲斐源氏の盟主として甲斐国内へ勢力を広げた。室町時代から戦国時代には甲斐国では逸見氏、穴山氏、跡部氏ら有力国人が台頭し、守護・武田氏の内訌や駿河国の今川氏、相模国の後北条氏、信濃国の諏訪氏・小笠原氏ら対外勢力の動向と関係して、乱国状態となった。永享5年（1433年）には武田信長・伊豆千代丸が日一揆とともに日ノ出砦を拠点に甲斐守護代・跡部氏の与党である輪宝一揆と対峙し、4月29日には荒川河原における戦いで信長・伊豆千代丸方は敗北した。武田氏は信虎の頃に甲斐統一を進めるが、享禄4年（1531年）には市域で武田信虎と大井氏、今井氏らの甲斐国人勢力に信濃国諏訪領主の諏訪氏が荷担した河原辺合戦が起こる。同合戦では信虎が国人連合軍を撃破し、武田氏により国内統一が進む。武田晴信（信玄）のころには家臣団の中に市域を発祥とする氏族がおり、甘利虎泰は譜代家老として活躍し、『甲陽軍鑑』によれば武田家における最高職位の「両職」を務めたという。虎泰は永禄10年（1548年）の上田原の戦いにおいて戦死し、甘利氏の一族では虎泰の子・昌忠（信忠）・信康の活動が見られる。旭町上条北割の大輪寺は甘利氏の居館跡と伝わる。また、市域を発祥とする青木氏は甲斐北西部の地域武士団・武川衆の一員として活躍し、駒井郷を発祥とする駒井氏からは駒井高白斎が信玄側近として活躍した。ほか、水上郷に居館を構えた水上宗富は信濃深志城（長野県松本市）の留守居役を務めた。天正9年（1581年）、武田家当主の武田勝頼は織田・徳川勢の侵攻に備えて中田町上条・藤井町駒井に新府城を新たに築城し、甲府からの府中移転を試みた。勝頼は天正10年（1582年）3月の織田・徳川勢の甲斐侵攻により新府城を放棄して郡内へ向かい、その途中で滅亡した。同年6月の本能寺の変により武田遺領を巡る天正壬午の乱が発生し、市域は三河国の徳川家康と相模国の北条氏直との合戦の舞台となる。天正壬午の乱において両軍は八ヶ岳南麓・七里岩台上に布陣して対峙し、北条氏直が北杜市須玉町若神子の若神子城に布陣して北杜市域の城砦に布陣したのに対し、徳川家康は甲府から新府城に本陣を移転し、能見城・白山城をはじめとする市域の城砦にも布陣した。同年10月29日には徳川・北条同盟が成立すると後北条氏は撤兵し、甲斐は家康が領する。青木氏や米倉氏、越水氏や入戸野氏、山寺氏ら市域を発祥とする氏族も多くは家康に従い、天正18年（1590年）の家康の関東移封に伴い甲斐を離れている。