井伊谷城
また武田氏に呼応して徳川家康が遠州攻め。井伊谷三人衆は徳川方に寝返りこれを支援し、井伊谷城を専横していた小野道好を攻めて捕らえる。翌年、小野は直親を讒言したかどで家康により処刑される。
1572年(元亀3年)、武田氏が遠州に侵攻。三方ヶ原の戦い。井伊谷三人衆は井伊谷城を武田方に明け渡す。翌年の1573年(天正元年)、武田軍は猛攻するも信玄が病に倒れ、甲斐への撤退を余儀なくされる。井伊谷の城下を焼き払う。また撤退途中で信玄が病没。その後、家康、井伊谷三人衆の力を借りて井伊谷を奪還する。
1575年(天正3年)、出家していた虎松(直政)の還俗、家康への出仕が認められ、井伊万千代と名乗る。この時、旧領である井伊谷が家康より直政に下賜される。
直政には武功により上野箕輪城、次いで関ヶ原の戦いにより近江佐和山城が与えられ彦根藩主となり、井伊氏の拠点は井伊谷からそちらに移ったので、江戸時代以降は城としての役割がなくなった。しかし、はっきりとした廃城年は分かっていない。また近藤秀用(近藤康用の子)も関ヶ原の武功により井伊谷の一部を与えられる。
現在、井伊谷城は建物は残っていないが、二の丸、三の丸跡などがある。
大河ドラマ『おんな城主 直虎』の放送が決定した後、城跡の頂上までの山道が浜松市によって舗装された。井伊谷城跡は標高110mで山頂まで約15分ほどで行くことができる。